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高速數(shù)據(jù)采集由于探頭工作頻率高為5MHz,，按照采樣定理,，數(shù)據(jù)采集速度需在10MHz以上,，通常選擇為工作高頻率的4～5倍好,，本系統(tǒng)中使用的采樣頻率為50MHz,。儀 器的精度也和數(shù)據(jù)采集速度密切相關(guān),，例如,，鋼在聲波縱波的傳播速度為5900m／ s，在一個(gè)周期內(nèi)通過(guò)的折反距離為147（mm）（2） 所以儀器的測(cè)量精度基本能滿足要求,，然后再采其它補(bǔ)償措施,，例如 自動(dòng)校準(zhǔn)補(bǔ)償,、軟件補(bǔ)償?shù)龋箖x器的精度達(dá)到0．01mm,。
1.水分測(cè)試儀計(jì)數(shù)問(wèn)題
在硬件設(shè)計(jì)中,，我們始終以小型化為標(biāo)準(zhǔn)，盡量減少硬件數(shù)量,，所以單片機(jī) 選用美國(guó)ATMEL公司的高性能AT89C51
－20PC的單片機(jī),，片內(nèi)有E2PROM，采用 電擦除方式,，程序修改方便,，內(nèi)存容量足夠，不增加任何外圍設(shè)備,。而計(jì)數(shù)器采用三態(tài)輸出的8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC590一片,。但儀器要求測(cè)量上限為200mm，因此 計(jì)數(shù)上限為：
通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)只用一片8位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器74HC590是不能滿足計(jì)數(shù)要求的,。所 以在設(shè)計(jì)中為了避免74HC590的級(jí)聯(lián),，
設(shè)計(jì)中用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器T0也參與計(jì)數(shù)。 但單片機(jī)的計(jì)數(shù)器的高頻率一般僅為振蕩頻率的1／24,，即在單片機(jī)外接
12MHz 晶振時(shí),，計(jì)數(shù)的高頻率為0．5MHz，而74HC590的進(jìn)位信號(hào)為一個(gè)與計(jì)數(shù)時(shí)鐘同頻的脈沖,，氣體檢測(cè)儀器因此單片機(jī)無(wú)法對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù),。為了解決這個(gè)問(wèn)題，把T0腳接到74HC590的高輸出端,，對(duì)計(jì)數(shù)時(shí)鐘進(jìn)行28分頻后計(jì)數(shù),，這樣，當(dāng)T0工作于
方式1,，則總計(jì)數(shù)值可以到28＋16＝224,。
2.多功能的體現(xiàn)
農(nóng)業(yè)儀器多功能主要由AT89C51－20PC的軟件處理的實(shí)現(xiàn)及更換不同探頭及達(dá)到不同測(cè) 量范圍來(lái)體現(xiàn)。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
    （1）體積小,，便于攜帶 在電路中的除了選用低功耗的單片機(jī)外,，器件盡量使用CMOS集成電路。由于 儀器中很多
元件都有特殊要求,，特別是高頻,、高壓、低噪等的特殊器件,，盡量使 用MAXIM公司貼片式芯片,。
3.操作簡(jiǎn)單
整個(gè)操作鍵僅五個(gè)，不需任何操作訓(xùn)練。
自動(dòng)校準(zhǔn)
如（1）式所示,，要想得到的測(cè)量結(jié)果還必須修正由于探頭接觸測(cè)試件所 引起的接觸滯后及其它裝配所引起的滯后,，我們采用下列公式來(lái)進(jìn)行修正：
D＝V（t－Tn）／2（4） 式中，Tn為初值補(bǔ)償系數(shù),。我們?cè)趦x器中采用自動(dòng)設(shè)置補(bǔ)償系數(shù)達(dá)到自動(dòng)校 準(zhǔn)目的,。
4.測(cè)量狀態(tài)顯示
可由儀器提示是測(cè)材料厚度還是測(cè)聲速。如測(cè)聲速則輸入厚度值,；如測(cè)厚度 則首*行自動(dòng)校準(zhǔn)后即可測(cè)量,。還
可通過(guò)顯示屏上的顯示符號(hào)可知當(dāng)前測(cè)厚儀 是處于哪一種測(cè)量狀態(tài)，提示操作者,。
5.耦合狀態(tài)顯示
如果在測(cè)量操作中,，測(cè)量探頭和工作面耦合得不好，立即會(huì)有一個(gè)符號(hào)提示 操作者,。
6.背光顯示
在液晶顯示器下有一個(gè)背光條,，便于在光線不好的工作現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)打開(kāi)背光 。
7.公英制轉(zhuǎn)換
主要考慮到測(cè)量顯示單位和儀器單位接軌,。
8.上,、下限報(bào)警
操作員可根據(jù)自己的需要設(shè)置上、下限報(bào)警值,，若超出此值,，儀器自動(dòng)報(bào)警 。
9.數(shù)據(jù)保存
每次開(kāi)機(jī)時(shí)自動(dòng)保持上一此測(cè)量結(jié)果,。
電源電壓不足顯示
儀器電源由于采用的是干電池,，電路除了采用低功耗的器件外，電源設(shè)計(jì)成 斷續(xù)小電流工作方式,，探頭未接觸樣品時(shí),，儀器僅工作在維持啟動(dòng)狀態(tài)，當(dāng)探頭 接觸樣品時(shí),，電路才開(kāi)始工作,。在使用一段時(shí)間后，若電源電壓不足時(shí),，為防止 誤操作,，儀器自動(dòng)提醒使用者。
10.更換不同探頭,，實(shí)現(xiàn)不同測(cè)量范圍往返時(shí)間的測(cè)量
往返時(shí)間的測(cè)量有以下三種方法：
（1）測(cè)量發(fā)射波T與*次底波B1之間的時(shí)間,；

（2）測(cè)量*次底波B1與次底波B2之間的時(shí)間,；

（3）測(cè)量其后任意兩相鄰波之間的時(shí)間,。