单片机在超声波测厚仪中的应用
1 超声波测厚原理
超声波测厚原理如图1所示．探头在发射电路的激励下发出超声波，超声波在探头内传播媒介表面产生的接收脉冲为 ，在被测物体表面和底面产生的接收脉冲分别为 ，和B。．利用和B 由接收电路产生一厚度方渡，该方渡所占的时间 与超声波在被测物体中的传播速率 之积就是厚体值．通常用数字电路来测量t，即由晶振产生计数脉冲，与厚度方渡相“与 ，刚产生由脉冲个数表示的厚度值．这样就可用数字电路或微机去处理测量结果．

2 测厚仪应用单片机的工作原理 
测厚仪是由单片机、发射电路、接收电路、探头、分频计敷器及晶撅组成，如图2所示．开始测量时，单片机8031的7 作定时器用，作为整个测量系统的时标．只要7 定时时问一到，就产生一方渡信号去激发发射电路，使发射电路驱动探头，产生一发射超声波．该发射渡经过物体时，就产生了表面与底面反射渡 ，与且， 与鼠经探头接收，转化为电信号由接收电路处理．接收电路主要由前置放大器与一 触发器组成， ，与B经过前置放大器后，放大幅值并毽掉干扰，然后送给^触发器的置“I 与清“0 端，在主时钟的作用下，以触发器根据 ，与且产生一厚度方渡．厚度方渡与晶振相与后，产生数字脉冲个数，并经过分频计数人分频后进给8031的计数器T。 由T 的计数值上晶振周期和超声波速率，就得到了厚度值并显示，从而完成了一次测厚过程．
使用分频计数器的原因是为了使晶振频率与8031的计数率相适应．因为晶振通常选取10 MHz以便提高精度，而8031的计数率是很低的．当然，这样做会带来较大的误差，但可以通过读人分频计数器余下的值来克服．
围2 测厚仪原理图
由单片机管理数据存贮器、程序存贮器、显示器、键盘、 打印机等．选用8155作为显示器、键盘接口，同时利用8155的256字节内存作数据存贮器和程序存贮器，程序存贮用EPROM 2764．
软件由三部分组成，*部分为监控管理，主要完成键盘管理、显示器控{II等．输人的参数有声速、年月日以及查询与执行命令；显示的内容有：测量值、测量次数、zui大值、zui小值、平均值等．第二部分为测量部分，主要内容有：设 为定时器，71 为计数器，并发 的同步发射脉冲，响应外中断INT1的测量结柬信号以及数据处理．第三部分为运算部分，由于采用的是32位浮点数运算，所以各种运算子程序，敷{II转换子程序等都属此类．测速仪| 转速表| 压力表|  露点仪| 亮度计| 温度记录仪| 温湿度记录仪| 光功率计| 粒子计数器| 粉尘计|
3 采取的一些措施
3．1 当次平均求结果
由于干扰及其他外界因素，厚度方波的脉冲个数有随机误差．采用多次测量取平均值作为zui后结果，可滤掉随机误差．因为一次测量速度很快，故不会影响测量速度．
3 2 自动调零
从图1中可看到，发射脉冲与表面波s问有一延时，这是超声渡在探头中的延对．在棚量中，需去掉这一段时间，这叫调零．一般的作法是由一标准块来测量，通过调节电位器使显示的值与标准块值相同即可，用单片机后就不用电位器调节了，只要找出差值，以后显示减去差值，就实现了自动调零．
3．3 非线性技正
因为超声渡的物理特性，波在物体内传播不会是非常准确的匀速．这样甩时间速率得到的厚度就有误差，这可以用标准试块校正，将校正的结果编人软件，就可自动校正非线性的误差．
4 结束语
把单片机应用于超声波测厚仪中，减少了工作人员的劳动强度，避免了人为误差，实
现了自动记录，提高了精度，并能与系统机串行通讯，可对材料作进一步的评价，而且体
积功耗都不大，具有实用价值．