固體密度的電子測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種固體密度的電子測量裝置。包括：鐵架臺(1)、燒杯(2)、壓力傳感器(3)、水(4)、待測固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、單片機(8)、LCD液晶顯示器(9)。測量時，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(8)，單片機(8)將處理結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯示固體密度。
【專利說明】 固體密度的電子測量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于物理測量領(lǐng)域，涉及一種固體密度的電子測量裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在超聲波液位測量技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛是超聲波脈沖回波方法，由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖，傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器，測出超聲波脈沖從發(fā)射到接受所需的時間，根據(jù)媒介中的聲速，就能得到從傳感器到液面之間的距離，從而確定液位高度。測距儀的分辨率取決于對超聲波傳感器的選擇。超聲波傳感器是一種采用壓電效應(yīng)的傳感器，常用的材料是壓電陶瓷。由于超聲波在空氣中傳播時會有相當?shù)乃p，衰減的程度與頻率的高低成正比。而頻率高分辨率也高，故短距離測量時應(yīng)選擇頻率高的傳感器，而長距離的測量時應(yīng)用低頻率的傳感器。
[0003]壓電式超聲波探頭是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波探頭當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片會發(fā)生共振，并帶動共振板振動產(chǎn)生超聲波，這時它就是一個超聲波發(fā)生器。反之，如果兩電極問未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收器。
[0004]壓力傳感器是能感受壓力并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的傳感器。壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器。一般普通壓力傳感器的輸出為模擬信號，模擬信號是指信息參數(shù)在給定范圍內(nèi)表現(xiàn)為連續(xù)的信號?；蛟谝欢芜B續(xù)的時間間隔內(nèi)，其代表信息的特征量可以在任意瞬間呈現(xiàn)為任意數(shù)值的信號。
[0005]壓力傳感器的種類繁多，主要有壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓力傳感器及電容式加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價格和較高的精度以及較好的線性特性。電阻應(yīng)變片是一種將被測件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成為一種電信號的敏感器件。它是壓阻式應(yīng)變傳感器的主要組成部分之一。電阻應(yīng)變片應(yīng)用最多的是金屬電阻應(yīng)變片和半導體應(yīng)變片兩種。應(yīng)變片在受力時產(chǎn)生的阻值變化通常較小，一般這種應(yīng)變片都組成應(yīng)變電橋，并通過后續(xù)的儀表放大器進行放大，再傳輸給處理電路(通常是A / D轉(zhuǎn)換和CPU)顯示或執(zhí)行機構(gòu)。
[0006]單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器(MicrocontrollerUnit)，常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。目前單片機滲透到我們生活的各個領(lǐng)域，幾乎很難找到哪個領(lǐng)域沒有單片機的蹤跡。單片機是靠程序運行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，通過程序，用單片機可以方便的控制LED燈、數(shù)碼管點亮速度和電動機的轉(zhuǎn)速，可以方便的產(chǎn)生各種隨機數(shù)字并進行運算。通過程序可以實現(xiàn)產(chǎn)品的高智能，高效率，以及高可靠性。
[0007]LCD液晶顯示器是Liquid Crystal Display的簡稱，LCD的構(gòu)造是在兩片平行的玻璃當中放置液態(tài)的晶體，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生畫面。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]固體密度的測量和計算比較麻煩，本實用新型的目的在于設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、性能可靠、造價低廉的固體密度的電子測量裝置，可自動顯示出固體密度的測量結(jié)果O
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型包括:鐵架臺⑴、燒杯⑵、壓力傳感器⑶、水⑷、待測固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、單片機(8)、LCD液晶顯示器(9)，其特征是:鐵架臺(I)由底座、立桿和橫桿構(gòu)成，鐵架臺(I)下面是一底座，底座上固定一立桿，立桿上水平固定一橫桿，壓力傳感器(3)放置在鐵架臺(I)的底座上，燒杯(2)放置在壓力傳感器⑶上，燒杯⑵中放入水⑷，7K⑷中浸入待測固體(5)，鐵架臺⑴的橫桿上固定超聲波發(fā)射探頭(6)和超聲波接收探頭(7)，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭
(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(8)，單片機(8)將處理結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯不O
[0010]所述的單片機(8)帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1固體密度的電子測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2固體密度的電子測量裝置信號處理方框圖；
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作具體說明。
[0014]參見圖1固體密度的電子測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，固體密度的電子測量裝置由鐵架臺(I)、燒杯(2)、壓力傳感器(3)、水(4)、待測固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)組成，鐵架臺(I)由底座、立桿和橫桿構(gòu)成，鐵架臺(I)下面是一底座，底座上固定一立桿,立桿上水平固定一橫桿,壓力傳感器(3)放置在鐵架臺(I)的底座上，燒杯(2)放置在壓力傳感器⑶上，燒杯⑵中放入水⑷，7K⑷中浸入待測固體(5)，鐵架臺⑴的橫桿上固定超聲波發(fā)射探頭(6)和超聲波接收探頭(7)。
[0015]參見圖2固體密度的電子測量裝置信號處理方框圖，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(8)，單片機(8)將處理結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯示。
[0016]所述的單片機(8)帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
[0017]超聲波測距的原理為超聲波發(fā)射探頭(6)在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波遇到 水面后反射回來，就被超聲波接收探頭(7)所接收到。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)射探頭(6)與反射物體的距離。距離的計算公式為:d=s / 2=ct / 2其中，d為水面與超聲波接收探頭(7)的距離，s為聲波的來回的路程，c為聲速，t為超聲波來回所用的時間。在啟動發(fā)射電路的同時啟動單片機內(nèi)部的定時器T0，利用定時器的計數(shù)功能記錄超聲波發(fā)射的時間和收到反射波的時間。當收到超聲波反射波時，接收電路輸出端產(chǎn)生一個負跳變，在INTO或INTl端產(chǎn)生一個中斷請求信號，單片機響應(yīng)外部中斷請求，執(zhí)行外部中斷服務(wù)子程序，讀取時間差，計算距離。
[0018]測量時，水(4)中沒有浸入待測固體(5)時，由壓力傳感器(3)測量一次燒杯(2)和水(4)的重量，浸入待測固體(5)后再測量一次燒杯(2)、水(4)和待測固體(5)的總重量，分量存入單片機(8)中并計算差值得到待測固體(5)的重量，同樣計錄水面升高前后的距離求出差值得到水面上升的高度，此高度乘燒杯(2)的截面積得待測固體(5)的體積，從而可以求出待測固體(5)的密度，以上工作均由單片機(8)完成并將結(jié)果送入LCD液晶顯示器(9)顯示。
【權(quán)利要求】
1.一種固體密度的電子測量裝置，其特征在于:固體密度的電子測量裝置由鐵架臺(I)、燒杯(2)、壓力傳感器(3)、水(4)、待測固體(5)、超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、單片機(8)、LCD液晶顯示器(9)組成，鐵架臺(I)由底座、立桿和橫桿構(gòu)成，鐵架臺(I)下面是一底座，底座上固定一立桿，立桿上水平固定一橫桿，壓力傳感器(3)放置在鐵架臺(I)的底座上，燒杯⑵放置在壓力傳感器⑶上，燒杯⑵中放入水⑷，7K⑷中浸入待測固體(5)，鐵架臺(I)的橫桿上固定超聲波發(fā)射探頭(6)和超聲波接收探頭(7)，超聲波發(fā)射探頭(6)、超聲波接收探頭(7)、壓力傳感器(3)分別接入單片機(8)，單片機(8)將處理結(jié)果送入IXD液晶顯 示器(9)顯示。
【文檔編號】G01N9/02GK203811504SQ201420154823
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】孫福玉 申請人:赤峰學院