CN203811504U - 固体密度的电子测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种固体密度的电子测量装置。包括：铁架台(1)、烧杯(2)、压力传感器(3)、水(4)、待测固体(5)、超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、单片机(8)、LCD液晶显示器(9)。测量时，超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、压力传感器(3)分别接入单片机(8)，单片机(8)将处理结果送入LCD液晶显示器(9)显示固体密度。
Description
技术领域
本实用新型属于物理测量领域，涉及一种固体密度的电子测量装置。
背景技术
在超声波液位测量技术中，应用最广泛是超声波脉冲回波方法，由发射传感器发出超声波脉冲，传到液面经反射后返回接收传感器，测出超声波脉冲从发射到接受所需的时间，根据媒介中的声速，就能得到从传感器到液面之间的距离，从而确定液位高度。测距仪的分辨率取决于对超声波传感器的选择。超声波传感器是一种采用压电效应的传感器，常用的材料是压电陶瓷。由于超声波在空气中传播时会有相当的衰减，衰减的程度与频率的高低成正比。而频率高分辨率也高，故短距离测量时应选择频率高的传感器，而长距离的测量时应用低频率的传感器。
压电式超声波探头是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波探头当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片会发生共振，并带动共振板振动产生超声波，这时它就是一个超声波发生器。反之，如果两电极问未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器。
压力传感器是能感受压力并转换成可用输出信号的传感器。压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器。一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。
压力传感器的种类繁多，主要有压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器、谐振式压力传感器及电容式加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变传感器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，一般这种应变片都组成应变电桥，并通过后续的仪表放大器进行放大，再传输给处理电路(通常是A／D转换和CPU)显示或执行机构。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器(Microcontroller Unit)，常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，通过程序，用单片机可以方便的控制LED灯、数码管点亮速度和电动机的转速，可以方便的产生各种随机数字并进行运算。通过程序可以实现产品的高智能，高效率，以及高可靠性。
LCD液晶显示器是Liquid Crystal Display的简称，LCD的构造是在两片平行的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。
发明内容
固体密度的测量和计算比较麻烦，本实用新型的目的在于设计一种结构简单、使用方便、性能可靠、造价低廉的固体密度的电子测量装置，可自动显示出固体密度的测量结果。
为实现上述目的，本实用新型包括：铁架台(1)、烧杯(2)、压力传感器(3)、水(4)、待测固体(5)、超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、单片机(8)、LCD液晶显示器(9)，其特征是：铁架台(1)由底座、立杆和横杆构成，铁架台(1)下面是一底座，底座上固定一立杆，立杆上水平固定一横杆，压力传感器(3)放置在铁架台(1)的底座上，烧杯(2)放置在压力传感器(3)上，烧杯(2)中放入水(4)，水(4)中浸入待测固体(5)，铁架台(1)的横杆上固定超声波发射探头(6)和超声波接收探头(7)，超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、压力传感器(3)分别接入单片机(8)，单片机(8)将处理结果送入LCD液晶显示器(9)显示。
所述的单片机(8)带有模数转换器。
附图说明
图1固体密度的电子测量装置结构示意图；
图2固体密度的电子测量装置信号处理方框图；
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作具体说明。
参见图1固体密度的电子测量装置结构示意图，固体密度的电子测量装置由铁架台(1)、烧杯(2)、压力传感器(3)、水(4)、待测固体(5)、超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)组成，铁架台(1)由底座、立杆和横杆构成，铁架台(1)下面是一底座，底座上固定一立杆，立杆上水平固定一横杆，压力传感器(3)放置在铁架台(1)的底座上，烧杯(2)放置在压力传感器(3)上，烧杯(2)中放入水(4)，水(4)中浸入待测固体(5)，铁架台(1)的横杆上固定超声波发射探头(6)和超声波接收探头(7)。
参见图2固体密度的电子测量装置信号处理方框图，超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、压力传感器(3)分别接入单片机(8)，单片机(8)将处理结果送入LCD液晶显示器(9)显示。
所述的单片机(8)带有模数转换器。
超声波测距的原理为超声波发射探头(6)在某一时刻发出一个超声波信号，当这个超声波遇到水面后反射回来，就被超声波接收探头(7)所接收到。这样只要计算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间，就可算出超声波发射探头(6)与反射物体的距离。距离的计算公式为：d=s／2=ct／2其中，d为水面与超声波接收探头(7)的距离，s为声波的来回的路程，c为声速，t为超声波来回所用的时间。在启动发射电路的同时启动单片机内部的定时器T0，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时间和收到反射波的时间。当收到超声波反射波时，接收电路输出端产生一个负跳变，在INT0或INT1端产生一个中断请求信号，单片机响应外部中断请求，执行外部中断服务子程序，读取时间差，计算距离。
测量时，水(4)中没有浸入待测固体(5)时，由压力传感器(3)测量一次烧杯(2)和水(4)的重量，浸入待测固体(5)后再测量一次烧杯(2)、水(4)和待测固体(5)的总重量，分量存入单片机(8)中并计算差值得到待测固体(5)的重量，同样计录水面升高前后的距离求出差值得到水面上升的高度，此高度乘烧杯(2)的截面积得待测固体(5)的体积，从而可以求出待测固体(5)的密度，以上工作均由单片机(8)完成并将结果送入LCD液晶显示器(9)显示。
Claims (1)
1.一种固体密度的电子测量装置，其特征在于：固体密度的电子测量装置由铁架台(1)、烧杯(2)、压力传感器(3)、水(4)、待测固体(5)、超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、单片机(8)、LCD液晶显示器(9)组成，铁架台(1)由底座、立杆和横杆构成，铁架台(1)下面是一底座，底座上固定一立杆，立杆上水平固定一横杆，压力传感器(3)放置在铁架台(1)的底座上，烧杯(2)放置在压力传感器(3)上，烧杯(2)中放入水(4)，水(4)中浸入待测固体(5)，铁架台(1)的横杆上固定超声波发射探头(6)和超声波接收探头(7)，超声波发射探头(6)、超声波接收探头(7)、压力传感器(3)分别接入单片机(8)，单片机(8)将处理结果送入LCD液晶显示器(9)显示。
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| CN203811504U true CN203811504U (zh) | 2014-09-03 |
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| CN201420154823.5U Expired - Fee Related CN203811504U (zh) | 2014-03-27 | 2014-03-27 | 固体密度的电子测量装置 |
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| CN (1) | CN203811504U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105424551A (zh) * | 2015-12-01 | 2016-03-23 | 中磁科技股份有限公司 | 测量烧结钕铁硼毛坯的密度的设备和方法 |
| CN110376094A (zh) * | 2019-07-05 | 2019-10-25 | 江苏省镔鑫钢铁集团有限公司 | 一种废钢压块比重测量装置及测量方法 |
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2014
- 2014-03-27 CN CN201420154823.5U patent/CN203811504U/zh not_active Expired - Fee Related
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