醫(yī)用氣體流量傳感器硬件電路設(shè)計

1.48萬字 35頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)


摘要 本課題的主要內(nèi)容是用40KHz的超聲換能器設(shè)計一個超聲波氣體流量傳感器。在一個長度為L，橫截面直徑為D的管子兩端分別安裝一個超聲波換能器，采用時差法，測量出L長度內(nèi)超聲波脈沖順氣體流向和逆氣體流向的傳輸時間，利用這兩個時間的差值，計算出氣體的平均速度，進而將氣體速度轉(zhuǎn)換成氣體流量。流量傳感器硬件設(shè)計電路設(shè)計部分的主要工作是設(shè)計傳感器的整體硬件電路，處理超聲換能器出來的信號。包括原理圖設(shè)計、PCB繪制、電路板制作和電路調(diào)試。硬件電路設(shè)計基于PIC16F886單片機，選用74HC4052雙路多路選擇器做電路邏輯選擇，選用4運放TL084做信號放大和濾波處理，選用TLV3201單通道比較器做電壓比較。換能器出來的信號幅值太小，首先需要加前置放大，放大倍數(shù)為30倍；然后是濾波器設(shè)計，濾波器為二階帶通濾波器，中心頻率為40KHz，帶寬大約為10KHz，增益為1；二級放大器也是主放大器，放大倍數(shù)為100倍；最后做電壓比較，比較器基準電壓設(shè)置為2V。至此，信號已經(jīng)完全滿足單片機處理要求。氣體溫度變換會影響流量測量準確度，所以需要加入溫度補償電路。所有的數(shù)據(jù)送入單片機處理，處理后的數(shù)據(jù)通過串口顯示在電腦超級終端。


關(guān)鍵詞：超聲流量傳感器 時差法 硬件電路