超聲流量計換能器測試和收發(fā)電路設(shè)計.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟的發(fā)展，超聲檢測在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)等多個領(lǐng)域都起著重要的作用。超聲流量計屬于非接觸式儀器，安裝使用方便，幾乎不受管道尺寸和流體壓力影響，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　超聲流量計的設(shè)計涉及換能器、電路、軟件、算法等多個方面。超聲流量計的設(shè)計以有效的超聲信號為基礎(chǔ)，超聲信號的高效收發(fā)是設(shè)計的前提基礎(chǔ)，超聲換能器和收發(fā)電路決定了超聲信號的高效收發(fā)。本文針對超聲流量計中的超聲換能器與收發(fā)電路進(jìn)行了研究，主要完成了以下幾個

2、方面的工作：
　　⑴通過Multisim仿真選取擬合頻率范圍方面，以超聲換能器的等效電路為模型，采用點頻法測得超聲換能器在不同頻率下的電壓信號和電流信號，利用MATLAB求出超聲換能器的電導(dǎo)特性曲線、電納特性曲線和導(dǎo)納圓。然后多次選取不同頻率范圍內(nèi)的電導(dǎo)和電納，擬合超聲換能器的導(dǎo)納圓，并根據(jù)導(dǎo)納圓求得超聲換能器的等效電路參數(shù)，并將測得的等效電路參數(shù)和仿真模型進(jìn)行對比分析，得出擬合導(dǎo)納圓的最佳頻率范圍。
　?、瞥晸Q能器等效電

3、路參數(shù)測試方面，采用以上方法測得超聲換能器的特性曲線，選取擬合導(dǎo)納圓的最佳頻率范圍內(nèi)的超聲換能器的電導(dǎo)和電納，運用最小二乘法進(jìn)行曲線擬合，得到超聲換能器的導(dǎo)納圓，然后利用導(dǎo)納圓圖和電導(dǎo)電納曲線計算出超聲換能器的等效電路參數(shù)。
　?、球?qū)動電路設(shè)計方面，超聲換能器驅(qū)動電路采用運算放大器和推挽射極跟隨器組成的功率放大電路。驅(qū)動級采用運放和共射極放大電路組成的兩級電壓放大，獲得更高的電壓；輸出級采用推挽型射極跟隨器，減小輸出阻抗，提高了放