風(fēng)速測(cè)量?jī)x采用壓電式超聲波換能器，使用單片機(jī)作為控制器，完成了超聲波風(fēng)速測(cè)量?jī)x的軟硬件設(shè)計(jì)。采用匯編語(yǔ)言編程的方法，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的計(jì)算和顯示。設(shè)計(jì)完成后能做到，LED數(shù)碼顯示清晰穩(wěn)定，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠，測(cè)距儀誤差不超過(guò)0.05m/s。
風(fēng)，特別是井下安全生產(chǎn)中具有重要參考意義，作為氣象環(huán)境中活躍的因素，對(duì)戰(zhàn)爭(zhēng)的勝敗，性能的發(fā)揮有著舉足輕重的影響風(fēng)能的利用，也要求人們對(duì)風(fēng)速資源進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。
風(fēng)速測(cè)量?jī)x主要有熱線式、熱膜式、以及風(fēng)杯式三種。這幾種原理的風(fēng)速儀測(cè)量精度低、范圍小、測(cè)量周期長(zhǎng)、持續(xù)工作時(shí)間短，且測(cè)量結(jié)果易受外部環(huán)境因素的影響。因此不能滿足高效、快速、準(zhǔn)確的現(xiàn)代化軍事和長(zhǎng)時(shí)間工作、智能化數(shù)據(jù)處理的風(fēng)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的需求。
壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來(lái)工作的。超聲波換能器內(nèi)部結(jié)構(gòu)在下文中有介紹，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器了。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志T和R。
超聲波風(fēng)速測(cè)量?jī)x的軟件設(shè)計(jì)主要由主程序，超聲波接收程序及顯示，鍵盤(pán)子程序，溫度補(bǔ)償子程序組成。我們知道匯編語(yǔ)言程序則具有較高的效率且容易精細(xì)計(jì)算程序運(yùn)行的時(shí)間，而超聲波風(fēng)速測(cè)量?jī)x的程序要求精細(xì)計(jì)算（單位時(shí)間內(nèi)的整形完成的超聲波矩形方波個(gè)數(shù)時(shí)），所以控制程序采用匯編語(yǔ)言混合編程。
