超声波液位计自动校正液位的探讨  二十四

4.1 基于PC104 的硬件总体结构

PC104 IEEE P996.1 国际标准与IBMPC 全兼容，广泛满足了嵌入式控制领域的需求，PC104 正在迅速成长为主流的工业测控嵌入式计算机 。采用PC104，设计者只需专心于系统设计、功能设计，不用为单片机、CPU 及其外围器件之间的复杂接口关系花费不必要的时间。本文选用PC104 工控机为主控平台。

超声波油位测量系统依信号传输的过程可分为：信号产生、信号接收、信号放大、信号采集、信号分析和处理。相应的硬件系统在主控运行平台周围划分为：电源、超声波发射接收电路、信号调理放大电路、控制电路、采集电路、数据通信接口和显示电路的等模块。

窄脉冲产生电路产生一个等于超声波半周期的窄脉冲，经隔离电路后到达发射电路，同时启动地址计数器和A/D 转换器；经过发射电路的放大，产生足够驱动超声波换能器的高压激励脉冲。发射波信号和回波信号经调理放大后到达A/D 转换器。

从发射脉冲开始，A/D 转换器将全部信号都高频采样记录到波形数据存储器中，各个记录值的存储地址就代表着该值的时刻。由于添加了液面校正装置和声速校正装置后，回波信号再不是单一的液面回波，因此利用高速数据全采集法采集所有信号，这为后面的软件分析处理提供了的必要条件和可行方法。电源电路给整个系统供电，特别是给发射电路提供多种高压选择。发射电路用高速场效应管将窄脉冲产生电路产生的窄脉冲放大到时间窄至ns 级、幅值高达几十伏甚至几百伏级的矩形激励脉冲。

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