超声波压力测量装置主要用于测量超声波在管道中的传送时间t0,其测量方法如下:启动压力测量装置,DSP启动定时器T0开始计时,同时DSP的引脚GPIOA0发出信号,经过超声波发射模块放大处理后,激发超声波发射换能器,超声波发射换能器产生超声波透过管道送至接收换能器,接收换能器把接收到的信号经过处理送至DSP,DSP接收信号过后停止定时器T0,得出时间t2;重复上述过程分别得到时间t3、t4,求三组数据的平均值得出超声波在管道中的传送时间t0。通过求平均值得到传送时间t0,提高了系统测量精度,减少了系统随机误差。
2.1 发射电路设计
超声波发射电路的作用是产生一个具有一定功率、一定脉冲宽度和一定频率的脉冲信号去激励发射换能器,发射换能器将电信号转换为声波信号向外发射。超声波换能器的驱动电压为9 V,DSP的GPIO口输出电压为3.3 V,不能直接驱动换能器,因此需要将电压进行放大。LM324系列器件带有差动输入的四运算放大器,由4个独立的、高增益、内部频率补偿运算放大器组成,可以工作在低到3.0 V或者高到32 V的电源下,能满足设计要求。信号发射电路如图3所示。