结构推理
用超声波传感器设计的流速计如图所示,D为管道直径,超声波与流体流动方向的夹角为,为流体的流速。假设超声波在流体中的传播速度为c,和为超声波发生器,和为超声波接收器。分析该流速计是如何利用差动技术消除环境温度变化对测量的影响的(超声波在介质中的传播速度是温度的函数),并推导流速公式。
【正确答案】解:发射,接收,从发射至接收所需时间为
若移位寄存器在内移动了n位,则脉冲发生器计数频率为
同理,发射,接收,则
采用差动
所以流速
虽然超声波在介质中的传播速度是温度的函数,但由于采用差动技术,在计算式中消去了声速,因此消除了环境温度变化对测量结果的影响。
【答案解析】