超聲波液位計自動校正液位的探討  二十四

4.1 基于PC104 的硬件總體結構

PC104 IEEE P996.1 國際標準與IBMPC 全兼容，廣泛滿足了嵌入式控制領域的需求，PC104 正在迅速成長為主流的工業測控嵌入式計算機 。采用PC104，設計者只需專心于系統設計、功能設計，不用為單片機、CPU 及其外圍器件之間的復雜接口關系花費不必要的時間。本文選用PC104 工控機為主控平臺。

超聲波油位測量系統依信號傳輸的過程可分為：信號產生、信號接收、信號放大、信號采集、信號分析和處理。相應的硬件系統在主控運行平臺周圍劃分為：電源、超聲波發射接收電路、信號調理放大電路、控制電路、采集電路、數據通信接口和顯示電路的等模塊。

窄脈沖產生電路產生一個等于超聲波半周期的窄脈沖，經隔離電路后到達發射電路，同時啟動地址計數器和A/D 轉換器；經過發射電路的放大，產生足夠驅動超聲波換能器的高壓激勵脈沖。發射波信號和回波信號經調理放大后到達A/D 轉換器。

從發射脈沖開始，A/D 轉換器將全部信號都高頻采樣記錄到波形數據存儲器中，各個記錄值的存儲地址就代表著該值的時刻。由于添加了液面校正裝置和聲速校正裝置后，回波信號再不是單一的液面回波，因此利用高速數據全采集法采集所有信號，這為后面的軟件分析處理提供了的必要條件和可行方法。電源電路給整個系統供電，特別是給發射電路提供多種高壓選擇。發射電路用高速場效應管將窄脈沖產生電路產生的窄脈沖放大到時間窄至ns 級、幅值高達幾十伏甚至幾百伏級的矩形激勵脈沖。

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