系統采用的超聲波傳感器的工作頻率為40khz左右。由發射傳感器發出超聲波脈沖,傳到液面經反射后返回接收傳感器,測出超聲波脈沖從發射到接收到所需的時間,根據媒質中的聲速,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。考慮到環境溫度對超聲波傳播速度的影響,通過溫度補償的方法對傳播速度予以校正,以提高測量精度。計算公式為:
v=331.5+0.607t 1
式中:v為超聲波在空氣中傳播速度;t為環境溫度。
s=v ×t/2=v×t1-t0/2 2
式中:s為被測距離;t為發射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發射時刻。利用mcu的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻,根據以上公式,淄博宇海壓電陶瓷有限公司,用軟件編程即可得到被測距離s。由于本系統的mcu選用了具有soc特點的混合信號處理器,其內部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實現對傳感器的溫度補償。