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探究超聲波傳感器在攤鋪機自動調平控制系統中的應用前言 ： 要想通過移動來找到平基準點， 需要充分發揮超聲波的非接觸式平衡梁作用， 有效的克服了傳統接觸式調平基準中存在的不足現象。 通過對數字式控制器的使用，為超聲波傳感器和控制器之間提供了數字傳送信號， 確保了信號傳輸具有較強的抗干擾能力， 信號傳輸更具迅速性、方便性和可靠性，提升了系統的整體性能，被廣泛應用于平地機和瀝青攤鋪機中。 一、 相關原理概述 1、調平控制系統原理。 調平控制系統由超聲波傳感器、數字式控制器、控制電路和電磁換向閥組成。 每臺攤鋪機都配備兩套控制系統，控制系統分別安裝在攤鋪機的兩側位置。主要是利用單片機來控制數字控制器， 需要將每一側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的一側位置，來達到調平大 臂的目的。 熨平板通常會直接放在路面上， 并且還會隨著路面的變化而移動， 通常將該種連接形式成為浮動式熨平板。 同時， 攤鋪機在行走時， 在調平油缸的帶動下，會隨著熨平板一起發生移動。 2、超聲波傳感器測距原理。 非接觸式調平系統被廣泛的應用雨后超聲波測距傳感器中，在實際的使用過程中，加大了對脈沖回波方式的合理利用， 還可以通過發送探頭的形式運營傳播介質對發出的超聲脈沖波進行傳輸， 聲波在發射后， 會通過傳播介質返回到接收探頭上， 超聲脈沖的時間測試， 主要是計算發 射到接收所要經歷的時間， 探頭到目標之間的距離計公式為： L =0.5ct。 其中L表示探頭到目標的距離， c表示超聲波在介質中的傳播速度。
圖 1 超聲 波傳感 器測距 原理 圖 二 、 測距系統軟硬件設計 1、 測距系統的硬件設計。 首先， 合理選擇單片機。 在進行電路單片機測距控制時， 需要選擇單片機， 該單片機自身具有高性能和低功耗特點，內部含有8kFlash只讀程序存儲器， 隨機存取數據存儲器、 可編程定時計數器等。 其次， 做好超聲波發射與接收電路設計。 需要充分利用單片機的 P1.0來控制超聲波， 并運用三極管來實現驅動， 通過輸出高電平 ， 能 夠激發超聲波傳感器， 達到發射超聲波的目的。 超聲波傳感器在平時主要是輸出低電平，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電平出現嚴重的不相容現象， 脈沖信號需要經過電平來轉換成脈沖信號。最后， 需要做好看門狗接口電路設計。需要充分利用看門狗電路來提升工作的可靠性， 防止單片機程序進入到死循環，確保系統能夠 自動復位， 程序重新開始啟動和執行。 2 、測距系統的軟件設計。在對控制系統軟件進行設計時， 需要加大對單片機軟件系統的運用， 選用C語言進行編寫， 測距功能單片機主要是采用模塊化設計方法， 軟件系統由超聲波接收子系統、 循環發射子系統、數字濾波子程序等模塊共同構成。主程序在使用前， 需要做好串行通信初始化和定時計數器初始化工作，確保中斷功能的合理設計。超聲波的循環 發射子程序在實際的應用過程中，時間間隔維持在25ms， 要求做好超聲波發送及萬字濾波和數據存儲工作， 超聲波在循環發生時， 每次都會產生8個超聲波脈沖。 在對超聲波接收子程序模塊中的數值進行計算時， 需要運用T2中斷來讀取計數器中的技術支持， 計算出探頭距路面之間的距離。 結論 ： 本文主要是對超聲波傳感器在攤鋪機自動調平控制系統中的應用情況進行分析， 對調平控制系統原理和超聲波傳感器測距原理進行簡要概述， 提出了測距系統軟硬件設計方法。通過研究表明，路面高程偏差的非接觸式測量符合攤鋪機自動調平控制系統的發展趨勢，在實際的使用過程中克服了傳統接觸式調平基存在的不足點，對提升攤鋪機的調平系統性能具有 重要作用。 通過對測距儀系統軟硬件的合理設計， 提升了測距系統的測量精度， 滿足了系統設計要求。 參考文獻 [1] 王翥 ， 崔曉志 ，侯春雷 ． 超聲波傳感器接收信號強度非對稱性分析及對策 [J】． 傳感技術學報 ，20 15，0 1：8 1—85． |
