基于STM32单片机的高精度超声波液位计设计

发布时间：2022-01-03 03:21

　　阐述影响超声波测量精度的原因及对策,给出一种基于STM32单片机、高精度超声波液位传感器PICO + 100/WK-I、24位AD采样芯片AD1256的液位计系统设计。经过率定及验证,在120.0 ～ 1 000.0 mm量程范围内可以实现0.1 mm测量精度。 

【文章来源】：浙江水利科技. 2020,48(02)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

验证结果图

超声波测距的原理见图1。利用已知超声波在空气中传播速度v,超声波换能器垂直向液面发射超声波,声波在水面与气体的分界面发生反射,并回传至换能器,记录传播时间t,即可得到换能器到液面的直接距离L = 0.5vt,继而得到实际的液面高度[3] :

硬件系统整体结构见图2。硬件系统分为3部分:第一部分是电源,先通过开关电源将220.0 V交流电转为12.0,5.0,3.3 V的直流电分给供给超声波传感器、电流转电压电路、ADS1256模块、MAX485模块和STM32单片机模块。另外添加ADR431,以提供基准电压给ADS1256。第二部分是数据收集,超声波传感器将测量数据通过4 ～ 20 mA的电流信号传输给电流转电压电路,该电路将可读的电压信号发送给24位精度的ADS1256模块,再通过SPI将数字信号发送给STM32单片机。第三部分是信号的处理以及发送显示,STM32单片机将得到的数字信号处理后通过串口转485模块,发送给PC显示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种改进的高精度超声波液位测量方法的研究[J]. 田文成,周西峰,郭前岗.  微型机与应用. 2017(09)
[2]移动机器人超声波测距避障系统设计[J]. 李恒,徐小力,左云波.  现代电子技术. 2014(03)
[3]基于300kHz超声波换能器的高精度测距装置[J]. 王英健,张柳.  仪表技术与传感器. 2014(01)
[4]一种高精度超声测距系统的设计[J]. 王峰,葛立峰.  计算机技术与发展. 2008(01)



本文编号：3565461