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超聲波身高測量儀原理

一、理論基礎

    超聲波測量儀是以超聲波做為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。傳感器通過聲波的波長和發射聲波以及接收到返回聲波的時間差就能確定人體的身高，在發送脈沖的同時，接收器的計時器啟動并技術，直至接收傳感器接收反射回撥后，計數停止，該時間差相當于測量的距離，從而可測算出測量儀和頭頂之間的距離，即人體的身高。

設計思路：

    超聲波測量儀有2個子模塊：測距、顯示數據。其中顯示數據模塊有3部分構成：計數、顯示、信號處理。

    測量主要由超聲波傳感器完成。將發射和接收的時間差轉換為電信號，再有A/D轉換器得到數字信號，然后將數字信號送入到計算部分，再到顯示。

二、系統構成

超聲波身高測量儀是由單片機組成的單片機*控制系統超、聲波發射電路和超聲波接收電路組成。超聲波發射電路由發射驅動電路和設于該驅動電路輸出端的超聲波換能器構成。超聲波接收電路由超聲波接收換能器、限位電路和超聲波接收集成塊電路構成。

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波做為檢測手段，必須產生和接收超聲波，完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器。超聲波傳感器主要由壓電晶片組成，既可以發射超聲波，也可以接收超聲波。

超聲波傳感器的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。超聲波傳感器的主要性能指標是工作頻率、工作溫度、靈敏度。

三、超聲波發射器

    為了研究和利用超聲波，人們已經設計和制成了許多超聲波發生器。超聲波發生器可以分為兩類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。

壓電式超聲波發生器的原理：利用壓電晶體的諧振來工作。超聲波發生器內部結構由兩個壓電晶片和一個共振板構成。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時，壓電晶片將會發生共振，并帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片做振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。

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