1.
鋼板超聲波測厚儀的高速數(shù)據(jù)采集
由于探頭工作頻率zui高為5MHz,按照采樣定理,數(shù)據(jù)采集速度需在10MHz以上,通常選擇為工作zui高頻率的4~5倍,本系統(tǒng)中使用的采樣頻率為50MHz。鋼板超聲波測厚儀的精度也和數(shù)據(jù)采集速度密切相關(guān),例如,鋼在聲波縱波的傳播速度為5900m/s,在一個周期內(nèi)通過的折反距離為147(mm),所以鋼板超聲波測厚儀的測量精度基本能滿足要求,然后再采取一些其它補(bǔ)償措施,例如自動校準(zhǔn)補(bǔ)償、軟件補(bǔ)償?shù)?,使儀器的精度達(dá)到0.01mm。
2.鋼板超聲波測厚儀的計數(shù)問題
在硬件設(shè)計中,以小型化為標(biāo)準(zhǔn),盡量減少硬件數(shù)量,所以單片機(jī)高性能AT89C51的單片機(jī),采用電擦除方式,程序修改方便,內(nèi)存容量足夠,不增加任何外圍設(shè)備。而計數(shù)器采用三態(tài)輸出的8位二進(jìn)制計數(shù)器一片。但鋼板超聲波測厚儀要求測量上限為200mm。
通過計算發(fā)現(xiàn)只用一片8位二進(jìn)制計數(shù)器是不能滿足計數(shù)要求的。所以在設(shè)計中為了避免級聯(lián),設(shè)計中用單片機(jī)內(nèi)部計數(shù)器T0也參與計數(shù)。但單片機(jī)的計數(shù)器的zui高頻率一般僅為振蕩頻率的1/24,即在單片機(jī)外接12MHz晶振時,計數(shù)的zui高頻率為0.5MHz,而進(jìn)位信號為一個與計數(shù)時鐘同頻的脈沖,因此單片機(jī)無法對其進(jìn)行計數(shù)。為了解決這個問題,把T0腳接到zui高輸出端,對計數(shù)時鐘進(jìn)行28分頻后計數(shù),這樣,當(dāng)T0工作于方式1,則總計數(shù)值可達(dá)標(biāo)。