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探究超聲波傳感器在攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)中的應(yīng)用前言 ： 要想通過移動(dòng)來找到平基準(zhǔn)點(diǎn)， 需要充分發(fā)揮超聲波的非接觸式平衡梁作用， 有效的克服了傳統(tǒng)接觸式調(diào)平基準(zhǔn)中存在的不足現(xiàn)象。 通過對數(shù)字式控制器的使用，為超聲波傳感器和控制器之間提供了數(shù)字傳送信號， 確保了信號傳輸具有較強(qiáng)的抗干擾能力， 信號傳輸更具迅速性、方便性和可靠性，提升了系統(tǒng)的整體性能，被廣泛應(yīng)用于平地機(jī)和瀝青攤鋪機(jī)中。 一、 相關(guān)原理概述 1、調(diào)平控制系統(tǒng)原理。 調(diào)平控制系統(tǒng)由超聲波傳感器、數(shù)字式控制器、控制電路和電磁換向閥組成。 每臺攤鋪機(jī)都配備兩套控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)分別安裝在攤鋪機(jī)的兩側(cè)位置。主要是利用單片機(jī)來控制數(shù)字控制器， 需要將每一側(cè)的超聲波傳感器固定在平衡梁所制成的直梁上，平衡梁主要是由鋁合金制成， 主要是將支架安裝在攤鋪機(jī)的一側(cè)位置，來達(dá)到調(diào)平大 臂的目的。 熨平板通常會(huì)直接放在路面上， 并且還會(huì)隨著路面的變化而移動(dòng)， 通常將該種連接形式成為浮動(dòng)式熨平板。 同時(shí)， 攤鋪機(jī)在行走時(shí)， 在調(diào)平油缸的帶動(dòng)下，會(huì)隨著熨平板一起發(fā)生移動(dòng)。 2、超聲波傳感器測距原理。 非接觸式調(diào)平系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用雨后超聲波測距傳感器中，在實(shí)際的使用過程中，加大了對脈沖回波方式的合理利用， 還可以通過發(fā)送探頭的形式運(yùn)營傳播介質(zhì)對發(fā)出的超聲脈沖波進(jìn)行傳輸， 聲波在發(fā)射后， 會(huì)通過傳播介質(zhì)返回到接收探頭上， 超聲脈沖的時(shí)間測試， 主要是計(jì)算發(fā) 射到接收所要經(jīng)歷的時(shí)間， 探頭到目標(biāo)之間的距離計(jì)公式為： L =0.5ct。 其中L表示探頭到目標(biāo)的距離， c表示超聲波在介質(zhì)中的傳播速度。
圖 1 超聲 波傳感 器測距 原理 圖 二 、 測距系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 1、 測距系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 首先， 合理選擇單片機(jī)。 在進(jìn)行電路單片機(jī)測距控制時(shí)， 需要選擇單片機(jī)， 該單片機(jī)自身具有高性能和低功耗特點(diǎn)，內(nèi)部含有8kFlash只讀程序存儲(chǔ)器， 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、 可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器等。 其次， 做好超聲波發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)。 需要充分利用單片機(jī)的 P1.0來控制超聲波， 并運(yùn)用三極管來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)， 通過輸出高電平 ， 能 夠激發(fā)超聲波傳感器， 達(dá)到發(fā)射超聲波的目的。 超聲波傳感器在平時(shí)主要是輸出低電平，需要確保輸出的脈沖電壓信號保持在IOV， 由于此信號與單片機(jī)電平出現(xiàn)嚴(yán)重的不相容現(xiàn)象， 脈沖信號需要經(jīng)過電平來轉(zhuǎn)換成脈沖信號。最后， 需要做好看門狗接口電路設(shè)計(jì)。需要充分利用看門狗電路來提升工作的可靠性， 防止單片機(jī)程序進(jìn)入到死循環(huán)，確保系統(tǒng)能夠 自動(dòng)復(fù)位， 程序重新開始啟動(dòng)和執(zhí)行。 2 、測距系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。在對控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)， 需要加大對單片機(jī)軟件系統(tǒng)的運(yùn)用， 選用C語言進(jìn)行編寫， 測距功能單片機(jī)主要是采用模塊化設(shè)計(jì)方法， 軟件系統(tǒng)由超聲波接收子系統(tǒng)、 循環(huán)發(fā)射子系統(tǒng)、數(shù)字濾波子程序等模塊共同構(gòu)成。主程序在使用前， 需要做好串行通信初始化和定時(shí)計(jì)數(shù)器初始化工作，確保中斷功能的合理設(shè)計(jì)。超聲波的循環(huán) 發(fā)射子程序在實(shí)際的應(yīng)用過程中，時(shí)間間隔維持在25ms， 要求做好超聲波發(fā)送及萬字濾波和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工作， 超聲波在循環(huán)發(fā)生時(shí)， 每次都會(huì)產(chǎn)生8個(gè)超聲波脈沖。 在對超聲波接收子程序模塊中的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算時(shí)， 需要運(yùn)用T2中斷來讀取計(jì)數(shù)器中的技術(shù)支持， 計(jì)算出探頭距路面之間的距離。 結(jié)論 ： 本文主要是對超聲波傳感器在攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)中的應(yīng)用情況進(jìn)行分析， 對調(diào)平控制系統(tǒng)原理和超聲波傳感器測距原理進(jìn)行簡要概述， 提出了測距系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)方法。通過研究表明，路面高程偏差的非接觸式測量符合攤鋪機(jī)自動(dòng)調(diào)平控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，在實(shí)際的使用過程中克服了傳統(tǒng)接觸式調(diào)平基存在的不足點(diǎn)，對提升攤鋪機(jī)的調(diào)平系統(tǒng)性能具有 重要作用。 通過對測距儀系統(tǒng)軟硬件的合理設(shè)計(jì)， 提升了測距系統(tǒng)的測量精度， 滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 參考文獻(xiàn) [1] 王翥 ， 崔曉志 ，侯春雷 ． 超聲波傳感器接收信號強(qiáng)度非對稱性分析及對策 [J】． 傳感技術(shù)學(xué)報(bào) ，20 15，0 1：8 1—85． |
