超声波风速风向仪的电路设计

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ａｎｄｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｔｈｅｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｇｏｏｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｔｂｉａｌｉｔｙ，ａｎｄ
１００１９０；２．中国科学院大学，北京１００１９０）（１．中国科学院电子学研究所传感技术国家重点实验室，北京
摘要：超声波风速风向仪由于其精度高、反应速度快等诸多优势，具有广泛的应用。文中针对基于时差法超声风速风向检测系统对处理器配置要求高、接收信号易受干扰等特点，设计了系统的超声波收发电路、隔离电路、放大滤波电路及
ｉｎｔｅｆｅｒｒｅｄ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅａｂｏｖｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｔｒｎｓａｍｉｔ — ｒｅｃｅｉｖｅｃｉｒｃｕｉｔ，ｉｓｏｌａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ，ａｍｐｌｉｉｆｃａｔｉｏｎａｎｄｉｆｌｔｒａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ
ＣｉｒｃｕｉｔＤｅｓｉｇｎｏｆＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＡｎｅｍｏｍｅｔｅｒ
ＧＡＯＺｈｏｎｇ — ｈｕａ，ＺＨＡＯＺｈａｎ，ＤＵＬｉ — ｄｏｎｇ，ＦＡＮＧＺｈｅｎ，ＷＵＳｈａｏ — ｈｕａ
峰值检测电路。实验测试表明，系统稳定性好，检波信号峰值识别度高，极大地方便了后续分析处理，具有一定实用参考价值，且系统具有成本优势。
关键词：超声波；风速风向测量；时差法；峰值检测中图分类号：ＴＨ８１５文献标识码：Ａ文章编号：１００２—１８４１（２０１４）叭一００１９— ０２
２０１４焦
仪
表技术与传感器２１４Ｎｏ．１
第１期
ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄＳｅｎｓｏｒ
超声波风速风向仪的电路设计
高中华，赵湛，杜利东，方震，吴少华
（１．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｒａｎｓｄｕｃｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，
ｔｈｅｐｅａｋｏｆｅｎｖｅｌｏｐｅｓｉｎａｇｌｉｓｗｅｌｌｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ，ｗｈｉｃｈｇｒｅａｔｌｙｆａｃｉｌｉｔａｔｅｓｔｈｅｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔａｎａｌｙｓｅｓ，ａｎｄｉｔｉｓｖａｌｕａｂｌｅｉｎｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｂｅ — ｓｉｄｅｓ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｃｏｓｔｅｆｆｅｃｔｉｖｅａｄｖａｎｔａｇｅｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｌｒｔａｓｏｎｉｃ；ｗｉｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄｄｉｒｅｃｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ；ｐｅａｋｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｉｖｎｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｉｎｈａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｎｅｍｏｍｅｔｅｒｈａｓｗｉｄｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｆａｓｔｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｅｄａｎｄＳＯｏｎ．Ｕ１－ｔｒａｓｏｎｉｃａｎｅｍｏｍｅｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｔｉｍｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｕｓｕａｌｌｙｒｅｑｕｉｒｅｆａｓｔｐｒｏｃｅｓｓｏｒｗｉｈｔｈｉｇｈｐｅｆｒｏｒｍａｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｉｇｎａｌｉｓｅａｓｉｌｙ