تحقیق در مورد طیف سنج جرمی 8ص

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 8 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

طیف سنج جرمی

اصول طیف سنجی جرمی ، جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر ، بنا نهاده شده است. تاریخ پایه گذاری اصول اساسی آن به سال 1898 بر می‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" برای تشریح وجود نئون-22 در نمونه‌ای از نئون-20 از طیف جرمی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصر می‌توانند ایزوتوپ داشته باشند.

تاریخچه

اصول طیف سنجی جرمی ، جلوتر از هر یک از تکنیکهای دستگاهی دیگر ، بنا نهاده شده است. تاریخ پایه گذاری اصول اساسی آن به سال 1898 بر می‌گردد. در سال 1911 ، "تامسون" برای تشریح وجود نئون-22 در نمونه‌ای از نئون-20 از طیف جرمی استفاده نمود و ثابت کرد که عناصر می‌توانند ایزوتوپ داشته باشند. تا جایی که می‌دانیم، قدیمیترین طیف سنج جرمی در سال 1918 ساخته شد.

اما روش طیف سنجی جرمی تا همین اواخر که دستگاههای دقیق ارزانی در دسترس قرار گرفتند، هنوز مورد استفاده چندانی نداشت. این تکنیک با پیدایش دستگاههای تجاری که بسادگی تعمیر و نگهداری می‌شوند و با توجه به مناسب بودن قیمت آنها برای بیشتر آزمایشگاههای صنعتی و آموزشی و نیز بالا بودن قدرت تجزیه و تفکیک ، در مطالعه تعیین ساختمان ترکیبات از اهمیت بسیاری برخوردار گشته است.

اصول طیف سنجی جرمی

به بیان ساده ، طیف سنج جرمی سه عمل اساسی را انجام می‌دهد:

مولکولها توسط جرایاناتی از الکترونهای پرانرژی بمباران شده و بعضی از مولکولها به یونهای مربوطه تبدیل می‌گردند. سپس یونها در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند.

یونهای شتاب داده شده بسته به نسبت بار/جرم آنها در یک میدان مغناطیسی یا الکتریکی جدا می‌گردند.

یونهای دارای نسبت بار/جرم مشخص و معین توسط بخشی از دستگاه که در اثر برخورد یونها به آن ، قادر به شمارش آنها است، آشکار می‌گردند. نتایج داده شده خروجی توسط آشکار کننده بزرگ شده و به ثبات داده می‌شوند. علامت یا نقشی که از ثبات حاصل می‌گردد یک طیف جرمی است، نموداری از تعداد ذرات آشکار شده بر حسب تابعی از نسبت بار/جرم.

دستگاه طیف سنج جرمی

هنگامی که هر یک از عملیات را بدقت مورد بررسی قرار دهیم، خواهیم دید که طیف سنج جرمی واقعا پیچیده‌تر از آن چیزی است که در بالا شرح داده شد.

سیستم ورودی نمونه

قبل از تشکیل یونها باید راهی پیدا کرد تا بتوان جریانی از مولکولها را به محفظه یونیزاسیون که عمل یونیزه شدن در آن انجام می‌گیرد، روانه ساخت. یک سیستم ورودی نمونه برای ایجاد چنین جریانی از مولکولها بکار برده می‌شود. نمونه‌هایی که با طیف سنجی جرمی مورد مطالعه قرار می‌گیرند، می‌توانند به حالت گاز ، مایع یا جامد باشند. در این روش باید از وسایلی استفاده کرد تا مقدار کافی از نمونه را به حالت بخار در آورده ، سپس جریانی از مولکولها روانه محفظه یونیزاسیون شوند.

در مورد گازها ، ماده ، خود به حالت بخار وجود دارد. پس ، از سیستم ورودی ساده‌ای می‌توان استفاده کرد. این سیستم تحت خلاء بوده، بطوری که محفظه یونیزاسیون در فشاری پایینتر از سیستم ورودی نمونه قرار دارد.

روزنه مولکولی

نمونه به انبار بزرگتری رفته که از آن ، مولکولهای بخار به محفظه یونیزاسیون می‌روند. برای اطمینان از اینکه جریان یکنواختی از مولکولها به محفظه یونیزاسیون وارد می‌شود، قبل از ورود ، بخار از میان سوراخ کوچکی که "روزنه مولکولی" خوانده می‌شود، عبور می‌کند. همین سیستم برای مایعات و جامدات فرار نیز بکار برده می‌شود. برای مواد با فراریت کم ، می‌توان سیستم را به گونه‌ای طراحی کرد که در یک اجاق یا تنور قرار گیرد تا در اثر گرم کردن نمونه ، فشار بخار بیشتری حاصل گردد. باید مراقب بود که حرارت زیاد باعث تخریب ماده نگردد.

در مورد مواد جامد نسبتا غیر فرار ، روش مستقیمی را می‌توان بکار برد. نمونه در نوک میله‌ای قرار داده می‌شود و سپس از یک شیر خلاء ، وارد محفظه یونیزاسیون می‌گردد. نمونه در فاصله بسیار نزدیکی از پرتو یونیزه کننده الکترونها قرار می‌گیرد. سپس آن میله ، گرم شده و تولید بخاری از نمونه را کرده تا در مجاورت پرتو الکترونها بیرون رانده شوند. چنین سیستمی را می‌توان برای مطالعه نمونه‌ای از مولکولهایی که فشار بخار آنها در درجه حرارت اتاق کمتر از 9 - 10 میلیمتر جیوه است، بکار برد.

محفظه یونیزاسیون

هنگامی که جریان مولکولهای نمونه وارد محفظه یونیزاسیون گشت ، توسط پرتوی از الکترونهای پرانرژی بمباران می‌شود. در این فرآیند ، مولکولها به یونهای مربوطه تبدیل گشته و سپس در یک میدان الکتریکی شتاب داده می‌شوند. در محفظه یونیزاسیون پرتو الکترونهای پرانرژی از یک "سیم باریک" گرم شده ساطع می‌شوند. این سیم باریک تا چند هزار درجه سلسیوس گرم می‌شود. به هنگام کار در شرایطی معمولی ، الکترونها دارای انرژی معادل 70 میکرون - ولت هستند.

این الکترونهای پرانرژی با مولکولهایی که از سیستم نمونه وارد شده‌اند، برخورد کرده و با برداشتن الکترون از آن مولکولها ، آنها را یونیزه کرده و به یونهای مثبت تبدیل می‌کنند. یک "صفحه دافع" که پتانسیل الکتریکی مثبتی دارد، یونهای جدید را به طرف دسته‌ای از "صفحات شتاب دهنده" هدایت می‌کند. اختلاف پتانسیل زیادی (حدود 1 تا 10 کیلو ولت) از این صفحات شتاب دهنده عبور داده می‌شود که این عمل ، پرتوی از یونهای مثبت سریع را تولید می‌کند. این یونها توسط یک یا چند "شکاف متمرکز کننده" به طرف یک پرتو یکنواخت هدایت می‌شوند.

بسیاری از مولکولهای نمونه به هیچ وجه یونیزه نمی‌شوند. این مولکولها بطور مداوم توسط مکنده‌ها یا

تحقیق در مورد سرعت سنج خودرو چگونه کار میکند

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

دسته بندی : وورد

نوع فایل :  .doc ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحه : 5 صفحه

 قسمتی از متن .doc : 

بسمه تعالی

سرعت سنج خودرو چگونه کار میکند؟قالب داشبورد خودرو در ماشین ها ،متشکل از سنسورها و درجات مختلف از جمله فشار سنج روغن، محفظه خنک کننده دما، نشانگر درجه روغن، سرعت سنج و غیره می باشد. اما برجسته ترین و شاید مهمترین قسمت که در هنگام رانندگی بارها به آن توجه می کنیم سرعت سنج می باشد. همانطور که می دانیم وظیفه سرعت سنج نشان دادن میزان سرعت بر حسب مایل بر ساعت و یا کیلومتر بر ساعت و یا هر دو می باشد. در مدل های جدید خودرو دیگر از آن قطعات آنالوگ که دارای یک سوزن برای نقطه گذاری در سرعت های خاص بودند در آن سرعت راننده میزان سرعت را بصورت شماره ای چاپ شده مشاهده می کرد استفاده نمی شود. با نمایان شدن تکنولوژی های جدید اولین سرعت سنج هایی که با تکنولوژی جدید درست شده بودند بسیار گران قیمت و فقط در مدل های آپشن در دسترس قرار داده شده بود. تا سال 1910 کارخانجات اتومبیل سازی از سرعت سنج های جدید و استاندارد استفاده نمی کردند. یکی از اولین سرعت سنج ها به اختصار OSA ( Otto Schulze Autometer ) نامیده می شود که میراث کمپانی زیمنس می باشد. اولین سرعت سنج OSA در سال 1923 ساخته شد که تا 60 سال در طراحی اصلی آن تغییرات مهمی داده نشد. در این مقاله ما به تاریخچه سرعت سنج چگونگی کارکرد و چگونگی طراحی آن در آینده خواهیم پرداخت.انواع سرعت سنج ها :دو نوع مختلف از سرعت سنج ها وجود دارند : الکتریکی و مکانیکی . به این دلیل که سرعت سنج های الکتریکی در واقع اختراع نسبتا جدیدی می باشند – اولین سرعت سنج تمام الکتریک تا سال 1993 پدیدار نشده بودند. – در این مقاله عمدتا بر روی سرعت سنج های مکانیک و یا سرعت سنج های جریان چرخشی (گردابی) بحث خواهیم کرد.مخترعی از استراسبورگ فرانسه در سال 1902 اختراع اولین سرعت سنج جریان چرخشی را به ثبت رسانید. این اختراع به رانندگان اجازه می داد تا زمانی که در مسافرت بودند ببینند که دقیقا چه میزان سرعت دارند تا بتوانند زمان خود را تنظیم کنند. درست در همین زمان و با اختراع این سرعت سنج بسیاری از کشورها قوانین و محدودیت هایی را بر حسب میزان سرع پایه ریزی کردند و از افسران پلیس برای اجرای آن استفاده کردند. در قسمت بعد به چگونگی طراحی این گونه سرعت سنج ها خواهیم پرداخت. اجزا سرعت سنج جریان چرخشی :قبل از اینکه به داخل سرعت سنج بپردازیم یادآوری نحوه به راه افتادن خودرو مفید می باشد.1- پیستون موتور از انرژی که توسط سوختن مخلوط بنزین و هوا تولید شده برای حرکت به سمت بالا و پایین در داخل سیلند استفاده می کند.۲- این حرکت رفت و برگشتی پیستون توسط میل لنگ تبدیل به یک حرکت چرخشی می شود.3- میل لنگ، فلای ویل ( چرخ طیار ) را به حرکت در می آورد4- گیربکس این نیرو را از چرخ طیار به میله محرک فرستاده و این میله نیز چرخ ها را به حرکت در می آورد.5- گیربکس دنده ها (سرعت های) مختلفی برای کنترل سرعت دارد.6- با حرکت کردن چرخ ها خودرو نیز به حرکت در خواهد آمد.برای اندازه گیری سرعت خودرو باید بتوانیم میزان سرعت چرخشی که نزدیک چرخها وجود دارد یا گیربکس تولید می کند را اندازه گیری کنیم. در اکثر خودروها دستگاه اندازه گیری در گیربکس قرار داده می شود.و وظیفه آن اندازه گیری میزان سرعت دوزانی تولید شده توسط سیستم گیربکس و فرستادن اطلاعات به قسمتی که به آن درایو کابل ( Drive Cable ) می باشد.درایو کابل شامل فنری پیچشی می باشد که روی یک سیم و یا میله مرکزی قرار دارد.به خاطر ساختمان این قطعه بسیار انعطاف پذیر بوده ومی تواند تا میزان زیادی خم شود بدون اینکه بشکند.این کابل به مجموعه چرخدنده هایی متصل می باشد. بنابراین زمانی که خودرو حرکت می کند چرخدنده ها میله داخل شفت انعطاف پذیر را به حرکت در می آورند و میله میزان سرعت چرخشی را بر حسب تغییر طول کابل اندازه گیری می کند. سرعت سنج قسمت های مهم دیگری نیز دارد. درایو کابل به وسیله چرخدنده حلزونی به یک آهنربای دائمی متصل شده است. آهنربا در داخل یک قطعه آهنی فنجانی شکل که به فنجان سرعت معروف است قرار دارد.فنجان سرعت به یک سوزن متصل است که این سوزن به وسیله یک فنر موییی نگه داشته شده است.این سوزن در داخل کابین راننده قابل مشاهده است. که میزان سرعت را با آستفاده از درجه بندی هایی که بر روی صفحه آن ایجاد شده نشان میدهد.سرعت سنج جریان گردابی :اجازه بدهید بگوییم که خودرویی با سرعت ثابتی در بزرگراه در حال حرکت می باشد.این بدان معنی می باشد که سیستم گیربکس و میله محرک دارای سرعت ثابتی معادل با سرعت خودرو می باشد و همچنین بدین معنی می باشد که محور درایو کابل سرعت سنج – به دلیل اینکه با یک سری چرخدنده به گیربکس متصل است – نیز با سرعت مشابهی در حال چرخش می باشد. و در نتیجه آهنربای متصل به سر دیگر درایو کابل نیز در حال چرخش با همان سرعت می باشد.با چرخش این آهنربا یک میدان مغناطیسی دوار تولید می شود ،این میدان سبب تولید نیرویی می شود که بر فنجان سرعت اثر کرده و نتیجه آن تولید جریان الکتریکی می باشد که در فنجان سرعت بصورت چرخشی جریان داشته و به آن جریان چرخشی گویند.در سرعت سنج جریان چرخشی سبب تولید گشتاور کششی می کند که بر فنجان سرعت اثر کرده و فنجان و سوزن متصل به آن در مسیر مستقیمی که میدان مغناطیسی در حال چرخش می باشد ،دوران می کند.اما فقط در فاصله ای که فنر موییی اجازه می دهد.سوزن در فنجان سرعت زمانی به حالت سکون در می آید که نیروی مقاوم فنر موییی شکل معادل با نیروی تولید شده توسط میدان دوار گردد.

حال اگر سرعت خودرو افزایش یابد چه اتفاقی رخ می دهد؟ اگر سریعتر برانیم آهنربای دائمی داخل فنجان سرعت سریعتر خواهد چرخید و میدان قوی تری تولید می شود. که باعث تولید جریان چرخشی بیشتر و در نهایت باعث انحراف بیشتر سوزن سرعت سنج خواهد شد.درجه بندی سرعت سنج :تمام سرعت سنج ها باید به گونه ای درجه بندی گردنند که بتوانند به دقت گشتاور تولید شده توسط میدان مغناطیسی را که نشان دهنده سرعت خودرو می باشد نمایش دهند.این درجه بندی بستگی به فاکتورهایی دارد که شامل ارتباط چرخ دنده ها در درایو کابل و در نهایت ارتباط آنها با دیفرانسیل و اندازه تایرها می باشد.تمام این فاکتورها بر روی سرعت کلی تاثیر می گذارد.برای مثال سایز تایرها .زمانی که اکسل یک دور کامل می زند. تایرهای متصل نیز یک دور کامل می زنند. اما تایر هایی که سایز بزرگتری دارند مسافت بیشتری نسبت به تایری که سایز کوچکتری دارند طی می کنند. آینده طراحی سرعت سنج ها :یکی از بزرگترین عیوب سرعت سنج ها این می باشد که راننده برای دیدن میزان سرعت حداقل یک

دانلود پروژه فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) (word)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 46

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) به کمک میکرو کنترلر PIC

فاصله سنج معرفی شده در این بخش از میکروکنترلر PIC16f873 استفاده میکند . فرکانس مافوق صوت مورد استفاده حدود KHz 40 است . در فاصله سنج معرفی شده ، ویژگی های زیر از PIC مورد استفاده قرار گرفته است :

واقع نگار : مدت زمانی که پس از ارسال موج اولتراسونیک ، طول می کشد که موج پس از برخورد به شی مورد نظر باز گردد ، اندازه گیری می شود .

مبدل A/D : سرعت انتشار صوت با دما تغییر می کند . از یک مبدل A/D برای اصلاح مقدار نمایش داده شده استفاده می شود .

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) ...

نمودار مداری فاصله سنج مافوق سوت

بررسی مدار

مدار گیرنده : مدار گیرنده تقریباً مانند مدار گیرنده فاصله سنج های مافوق صوت بدون میکرو کنترلر می باشد .

سیگنال اولتراسونیک ( مافوق صوت ) که به وسیله حس گر ( سنسور ) دریافت می شود ، طبقه اول آن را 100 برابر ( db 40 ) و طبقه دوم آن را 10 برابر ( db 20 ( می کند . معمولاً از منبع تغذیه دوبل ( مثبت و منفی ) برای تقویت کننده های عملیاتی استفاده میشود. اما در اینجا تنها از یک منبع V 9 + برای تغذ یه آنها استفاده شده است . بنابراین به ورودی مثبت تقویت کننده های عملیاتی ، نصف ولتاژ تغذیه به عنوان ولتاژ بایاس اعمال می شود . بنابراین سیگنال جریان متناوب میتواند براساس ولتاژ مرکزی V 5/4 تقویت شود . هنگامی که تقویت کننده های عملیاتی دارای فید بک منفی هستند ، ولتاژ ورودی پایه مثبت و منفی آنها تقریباً باهم برابرند . این حالت را زمین مجازی می نامند . بنابراین ، با وجود ولتاژ بایاس ، طرف مثبت و منفی سیگنال جریان متناوب به طور یکسان تقویت می شود . اگر از ولتاژ بایاس استفاده نشود ، سیگنال جریان متناوب دچار اعوجاج می گردد . از این روش ، هنگامی که تقویت کننده عملیاتی ( Op – amp ) از منبع دوبل به جای یک منبع تکی ، تغذیه می شود استفاده می گردد .

مدار آشکار ساز

آشکار سازی با آشکار کردن سیگنال مافوق صوت دریافتی انجام می گیرد . این کار به وسیله یکسو کننده نیم موج که از دیود ها ی مسدود کننده شاتکی استفاده می کند ، انجام میشود.

شکل 1 مدار تقویت سیگنال شکل 2

باوجود به دامنه سیگنال آشکار شده ، یک ولتاژ DC در دوسر خازن خروجی مدار ظاهر خواهد شد. از دیودهای مسدود کننده شاتکی استفاده شده است زیرا مشخصه فرکانس بالای آنها مناسب می باشد .

آشکار ساز سیگنال

این مدار ، سیگنال اولتراسونیک برگشتی از شی مورد نظر را آشکار می کند . خروجی مدار آشکارساز به کمک مقایسه کننده آشکار میشود . در مدار شکل (3) تقویت کننده عملیاتی که با یک منبع تغذیه می شود به عنوان مقایسه کننده به کار رفته است . تقویت کننده عملیاتی اختلاف بین پایه ورودی مثبت و منفی خود را تقویت کرده و در خروجی ظاهر می سازد . درحالتی که تقویت کننده عملیاتی دارای فید بک منفی نمی باشد ، خروجی با یک ولتاژ ورودی کوچک به حالت اشباع می رود . ضریب تقویت کننده های عملیاتی در حالت بدون فید بک معمولاً از 10000 بزرگتر است . بنابراین هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی بیشتر میشود ، اختلاف بین دو ورودی بیش از 10000 بار تقویت میشود و ولتاژ خروجی تقریباً برابر ولتاژ تغذیه خواهد شد . این وضعیت ، حالت اشباع می باشد . برعکس هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی کمتر می گردد ، اختلاف بین دو ورودی در این حالت نیز بیش از 10000 برابر تقویت می شود و ولتاژ خروجی تقریباً صفر میشود . این وضعیت را حالت OFF میگویند . این نوع عملکرد همانند عملکرد یک مقایسه کننده می باشد . البته با توجه به آن که مدار داخلی مقایسه کننده متفاوت از تقویت کننده تفاضلی به کار رود . در این مدار ، خروجی مدار آشکار ساز به ورددی مثبت آشکار ساز سیگنال وصل و به ورودی منقفی آشکار ساز سیگنال ، یک ولتاژ ثابت اعمال میشود: ولتاژ ثابت پایه منفی :

بنابراین ، هنگامی که سیگنال مافوق صوت یکسو شده از V 0.4 بیشتر میشود ، خروجی آشکارساز سیگنال برابر یک ( تقریباً V 9 ( خواهد شد . این خروجی به وسیله مقاومت کاهش پیدا کرده تا با ولتاژهای استاندارد TTL ( 0 تا V 5) برای اعمال به ورودی مدار نگهدارنده سیگنال ( signal holding circuit ) سازگار گردد .

دانلود پروژه فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) (word)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 46

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) به کمک میکرو کنترلر PIC

فاصله سنج معرفی شده در این بخش از میکروکنترلر PIC16f873 استفاده میکند . فرکانس مافوق صوت مورد استفاده حدود KHz 40 است . در فاصله سنج معرفی شده ، ویژگی های زیر از PIC مورد استفاده قرار گرفته است :

واقع نگار : مدت زمانی که پس از ارسال موج اولتراسونیک ، طول می کشد که موج پس از برخورد به شی مورد نظر باز گردد ، اندازه گیری می شود .

مبدل A/D : سرعت انتشار صوت با دما تغییر می کند . از یک مبدل A/D برای اصلاح مقدار نمایش داده شده استفاده می شود .

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) ...

نمودار مداری فاصله سنج مافوق سوت

بررسی مدار

مدار گیرنده : مدار گیرنده تقریباً مانند مدار گیرنده فاصله سنج های مافوق صوت بدون میکرو کنترلر می باشد .

سیگنال اولتراسونیک ( مافوق صوت ) که به وسیله حس گر ( سنسور ) دریافت می شود ، طبقه اول آن را 100 برابر ( db 40 ) و طبقه دوم آن را 10 برابر ( db 20 ( می کند . معمولاً از منبع تغذیه دوبل ( مثبت و منفی ) برای تقویت کننده های عملیاتی استفاده میشود. اما در اینجا تنها از یک منبع V 9 + برای تغذ یه آنها استفاده شده است . بنابراین به ورودی مثبت تقویت کننده های عملیاتی ، نصف ولتاژ تغذیه به عنوان ولتاژ بایاس اعمال می شود . بنابراین سیگنال جریان متناوب میتواند براساس ولتاژ مرکزی V 5/4 تقویت شود . هنگامی که تقویت کننده های عملیاتی دارای فید بک منفی هستند ، ولتاژ ورودی پایه مثبت و منفی آنها تقریباً باهم برابرند . این حالت را زمین مجازی می نامند . بنابراین ، با وجود ولتاژ بایاس ، طرف مثبت و منفی سیگنال جریان متناوب به طور یکسان تقویت می شود . اگر از ولتاژ بایاس استفاده نشود ، سیگنال جریان متناوب دچار اعوجاج می گردد . از این روش ، هنگامی که تقویت کننده عملیاتی ( Op – amp ) از منبع دوبل به جای یک منبع تکی ، تغذیه می شود استفاده می گردد .

مدار آشکار ساز

آشکار سازی با آشکار کردن سیگنال مافوق صوت دریافتی انجام می گیرد . این کار به وسیله یکسو کننده نیم موج که از دیود ها ی مسدود کننده شاتکی استفاده می کند ، انجام میشود.

شکل 1 مدار تقویت سیگنال شکل 2

باوجود به دامنه سیگنال آشکار شده ، یک ولتاژ DC در دوسر خازن خروجی مدار ظاهر خواهد شد. از دیودهای مسدود کننده شاتکی استفاده شده است زیرا مشخصه فرکانس بالای آنها مناسب می باشد .

آشکار ساز سیگنال

این مدار ، سیگنال اولتراسونیک برگشتی از شی مورد نظر را آشکار می کند . خروجی مدار آشکارساز به کمک مقایسه کننده آشکار میشود . در مدار شکل (3) تقویت کننده عملیاتی که با یک منبع تغذیه می شود به عنوان مقایسه کننده به کار رفته است . تقویت کننده عملیاتی اختلاف بین پایه ورودی مثبت و منفی خود را تقویت کرده و در خروجی ظاهر می سازد . درحالتی که تقویت کننده عملیاتی دارای فید بک منفی نمی باشد ، خروجی با یک ولتاژ ورودی کوچک به حالت اشباع می رود . ضریب تقویت کننده های عملیاتی در حالت بدون فید بک معمولاً از 10000 بزرگتر است . بنابراین هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی بیشتر میشود ، اختلاف بین دو ورودی بیش از 10000 بار تقویت میشود و ولتاژ خروجی تقریباً برابر ولتاژ تغذیه خواهد شد . این وضعیت ، حالت اشباع می باشد . برعکس هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی کمتر می گردد ، اختلاف بین دو ورودی در این حالت نیز بیش از 10000 برابر تقویت می شود و ولتاژ خروجی تقریباً صفر میشود . این وضعیت را حالت OFF میگویند . این نوع عملکرد همانند عملکرد یک مقایسه کننده می باشد . البته با توجه به آن که مدار داخلی مقایسه کننده متفاوت از تقویت کننده تفاضلی به کار رود . در این مدار ، خروجی مدار آشکار ساز به ورددی مثبت آشکار ساز سیگنال وصل و به ورودی منقفی آشکار ساز سیگنال ، یک ولتاژ ثابت اعمال میشود: ولتاژ ثابت پایه منفی :

بنابراین ، هنگامی که سیگنال مافوق صوت یکسو شده از V 0.4 بیشتر میشود ، خروجی آشکارساز سیگنال برابر یک ( تقریباً V 9 ( خواهد شد . این خروجی به وسیله مقاومت کاهش پیدا کرده تا با ولتاژهای استاندارد TTL ( 0 تا V 5) برای اعمال به ورودی مدار نگهدارنده سیگنال ( signal holding circuit ) سازگار گردد .

دانلود پروژه فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) (word)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 46

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) به کمک میکرو کنترلر PIC

فاصله سنج معرفی شده در این بخش از میکروکنترلر PIC16f873 استفاده میکند . فرکانس مافوق صوت مورد استفاده حدود KHz 40 است . در فاصله سنج معرفی شده ، ویژگی های زیر از PIC مورد استفاده قرار گرفته است :

واقع نگار : مدت زمانی که پس از ارسال موج اولتراسونیک ، طول می کشد که موج پس از برخورد به شی مورد نظر باز گردد ، اندازه گیری می شود .

مبدل A/D : سرعت انتشار صوت با دما تغییر می کند . از یک مبدل A/D برای اصلاح مقدار نمایش داده شده استفاده می شود .

فاصله سنج مافوق صوت ( اولتراسونیک ) ...

نمودار مداری فاصله سنج مافوق سوت

بررسی مدار

مدار گیرنده : مدار گیرنده تقریباً مانند مدار گیرنده فاصله سنج های مافوق صوت بدون میکرو کنترلر می باشد .

سیگنال اولتراسونیک ( مافوق صوت ) که به وسیله حس گر ( سنسور ) دریافت می شود ، طبقه اول آن را 100 برابر ( db 40 ) و طبقه دوم آن را 10 برابر ( db 20 ( می کند . معمولاً از منبع تغذیه دوبل ( مثبت و منفی ) برای تقویت کننده های عملیاتی استفاده میشود. اما در اینجا تنها از یک منبع V 9 + برای تغذ یه آنها استفاده شده است . بنابراین به ورودی مثبت تقویت کننده های عملیاتی ، نصف ولتاژ تغذیه به عنوان ولتاژ بایاس اعمال می شود . بنابراین سیگنال جریان متناوب میتواند براساس ولتاژ مرکزی V 5/4 تقویت شود . هنگامی که تقویت کننده های عملیاتی دارای فید بک منفی هستند ، ولتاژ ورودی پایه مثبت و منفی آنها تقریباً باهم برابرند . این حالت را زمین مجازی می نامند . بنابراین ، با وجود ولتاژ بایاس ، طرف مثبت و منفی سیگنال جریان متناوب به طور یکسان تقویت می شود . اگر از ولتاژ بایاس استفاده نشود ، سیگنال جریان متناوب دچار اعوجاج می گردد . از این روش ، هنگامی که تقویت کننده عملیاتی ( Op – amp ) از منبع دوبل به جای یک منبع تکی ، تغذیه می شود استفاده می گردد .

مدار آشکار ساز

آشکار سازی با آشکار کردن سیگنال مافوق صوت دریافتی انجام می گیرد . این کار به وسیله یکسو کننده نیم موج که از دیود ها ی مسدود کننده شاتکی استفاده می کند ، انجام میشود.

شکل 1 مدار تقویت سیگنال شکل 2

باوجود به دامنه سیگنال آشکار شده ، یک ولتاژ DC در دوسر خازن خروجی مدار ظاهر خواهد شد. از دیودهای مسدود کننده شاتکی استفاده شده است زیرا مشخصه فرکانس بالای آنها مناسب می باشد .

آشکار ساز سیگنال

این مدار ، سیگنال اولتراسونیک برگشتی از شی مورد نظر را آشکار می کند . خروجی مدار آشکارساز به کمک مقایسه کننده آشکار میشود . در مدار شکل (3) تقویت کننده عملیاتی که با یک منبع تغذیه می شود به عنوان مقایسه کننده به کار رفته است . تقویت کننده عملیاتی اختلاف بین پایه ورودی مثبت و منفی خود را تقویت کرده و در خروجی ظاهر می سازد . درحالتی که تقویت کننده عملیاتی دارای فید بک منفی نمی باشد ، خروجی با یک ولتاژ ورودی کوچک به حالت اشباع می رود . ضریب تقویت کننده های عملیاتی در حالت بدون فید بک معمولاً از 10000 بزرگتر است . بنابراین هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی بیشتر میشود ، اختلاف بین دو ورودی بیش از 10000 بار تقویت میشود و ولتاژ خروجی تقریباً برابر ولتاژ تغذیه خواهد شد . این وضعیت ، حالت اشباع می باشد . برعکس هنگامی که ورودی مثبت به مقدار ناچیزی از ورودی منفی کمتر می گردد ، اختلاف بین دو ورودی در این حالت نیز بیش از 10000 برابر تقویت می شود و ولتاژ خروجی تقریباً صفر میشود . این وضعیت را حالت OFF میگویند . این نوع عملکرد همانند عملکرد یک مقایسه کننده می باشد . البته با توجه به آن که مدار داخلی مقایسه کننده متفاوت از تقویت کننده تفاضلی به کار رود . در این مدار ، خروجی مدار آشکار ساز به ورددی مثبت آشکار ساز سیگنال وصل و به ورودی منقفی آشکار ساز سیگنال ، یک ولتاژ ثابت اعمال میشود: ولتاژ ثابت پایه منفی :

بنابراین ، هنگامی که سیگنال مافوق صوت یکسو شده از V 0.4 بیشتر میشود ، خروجی آشکارساز سیگنال برابر یک ( تقریباً V 9 ( خواهد شد . این خروجی به وسیله مقاومت کاهش پیدا کرده تا با ولتاژهای استاندارد TTL ( 0 تا V 5) برای اعمال به ورودی مدار نگهدارنده سیگنال ( signal holding circuit ) سازگار گردد .