超声波测距仪设计及其应用分析.pdfVIP

商业科技 超毒波测距仪设计及其应用分析 -泮英杰浙江理工大学信电学院 离的超声波测距仪。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路厦显示电路构成。 利用所设计出的超声波测距仪，对不同距离进行了测试，并进行了详尽的误差分析。 [关键词]超声波测距单片机温度传感嚣 随着社会的发展．人们对距离或长度测量的要求越来越高。 小，也比较稳定。本设计盲区在226cm左右，基本满足设计要求。 超声艘测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度．越来越 2误差分析 被人们所重视。本设计的超声波测距仪，可以对不同距离进行测 测距误差主要来源于以下几个方面： 试．并可以进行详尽的误差分析。 C 1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度这个角 一，设计原理 度直接影响到测量距离的精确值．(2)超声波回波声强与待测距离 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测 的远近有直接关系．所以实际测量时．不一定是第一个回波的过 量的。超声波发射器向某～方向发射超声波在发射同时开始计 零点触发．(3)由于工具简陋实际测量距离也有误差。影响测量 时超声波在空气中传播途中碰到障碍物兢立即返回来，超声 误差的因素很多，还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等： 波接收器收到反射波就立即中断停止计时。通过不断检测产生渡 四，应用分析 发射后遇到障碍物所反射的回波．从而测出发射超声波和接收到 采用超声波测量大气中的地面距离．是近代电子技术发展才 回波的时间差T然后求出距离L，基本的测距公式为．L-(At／ 获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术．不 21}C 受光线、被测对象颜色等的影响在较恶劣的环境(如含粉尘】具 式中L——要测的距离 有一定的适应能力。因此．用途极度广泛。例如测绘地形图建 T——发射波和反射波之间的时间间隔 造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面 C——超声波在空气中的声速．常温下取为340m／s 距离的方法．是利用光电技术实现的．超声测距仪的优点是．仪 声速确定后．只要测出超声波往返的时间，即可求得L。 器造价比光波测距仪低．省力、操作方便。 二．超声波测距仪设计目标 超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用．把超声波源安 测量距离．5米的范围之内i通过LED能够正确显示出两点问 装在机器人身上由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障 的距离，误差小于5％。 碍物反射回波来确定机器人的自身位置．用它作为传感器控制机 三．数据测量和分析 器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射方向性好强度好 1数据测量与分析 控制．它的应用价值己被普遍重视。 由于实际测量工作的局限’陛最后在测量中选取了一米以下 总之．由以上分析可看出利用超声波测距，在许多方面有很 80cm 90cm 的30cm50cm、70cm 100cm六个距离进行测量多优势。因此本课题的研究是非常有实用和商业价值。 每个距离连续测量七坎得出测量数据(温度：29nc)．如表所示。 五．结论 从表中的数据可以看出测量值一般都比实际值要大几厘米但 本设计的测量距离符合市场要求测量的盲区也控制在23cm 对于连续测量的准确性还是比较高的。 以内。针对市场需求本设计还可以加大发射功率让测量的距