如需进一步提高测量精度,可提高记数脉冲的频率或使用比重较小的液体。如纯酒精作为测量液体,纯酒精的比重为O.8,则此时的测量分辨率为:

由此可见,该微压计的测量精度远远优于目前使用的测量方法,能满足绝大多数场合微小压力的测量。

另外,这种方法测量速度很快,可以每秒300次左右的速率测量,因此能捕捉压力的瞬态变化。而U型管压力计或倾斜管压力计读一点数据至少需要1 s,在被测压力急剧波动时无法读取数值。

3、 硬件设计

3.1 超声波发射电路

超声波发射电路较为简单,如图2所示。由于发射和接收是同一换能器,且测压液柱较短,所以这里不宜采用连续波发射,我们采取单脉冲波发射方式,由单片机发出启动脉冲,经过微分电路,使得三极管瞬间导通,在超声波换能器上得到一个前沿很陡的高压脉冲,由此换能器向液面发出超声波脉。

3.2 超声波接收、放大电路

图3为超声波接收放大电路。

由微分放大电路组成输入级,来自超声波换能器第1反射波(4点)得到进一步放大,同时使第1反射波信号变得更尖陡(B点),该信号再经精密检波电路检波、滤波后,得到反射波的包络线(C点),为消除地线及杂波等干扰信号,同时增强信噪比,C点的信号再经过一个带有域值比较的放大器进一步放大,得到一个比较干净而幅值足够大的第1反射波信号(D点),最后经电压比较器,输出触发信号(E点)给计数系统,使其停止计数。至此,完成反射波信号的放大与处理任务。各点的波形如图4所示。

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