1、“.....其衰减遵循指数规律。设测量设备基准面距被测物距离为,则空气中传播的超声波波动方程为由以上公式可知,超声波在传播过程中存在衰减,且超声波频率越高,衰减越快,但频率的增高有利于提高超声波的指向性。经以上分析,超声波回波的幅值在传播过程中衰减很大,收到的回波信号可能十分微弱,要想判断捕获到的第个回波确定准确的接受时间,必须对收到的信号进行足够的放大,否则不正确的判断回波时间,会对超声波测量精度产生影响。当地声速对测量精度的影响分析地声速对超声波测距测量精度的影响远远要比收发时间的影响严重。超声波在大气中传播的速度受介质气体的温度密度及气体分子成分的影响,即由上式知,在空气中,当地声速只决定于气体的温度,因此获得准确的当地气温可以有效的提高超声波测距时的测量精度......”。
2、“.....单位。此公式般能为声速的换算提供较为准确的结果。实际情况下,温度每上升或者下降,声速将增加或者减少,这个影响对于较高精度的测量是相当严重的。因此提高超声波测量精度的重中之重就是获得准确的当地声速。电路与程序的设计单片机主要特性和引脚功能是带字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压高性能位微处理器俗称单片机。该单片机与工业标准的型机的指令集和输出引脚兼容。将多功能位和闪烁存储器组合在单个芯片中,为很多嵌入式控制提供了灵活性高且价格低廉的方案。的主要特性如下寿命达写擦循环数据保留时间年全静态工作三级程序存储器锁定位内部可编程线个位定时器计数声波测距的研究计算机测量与控制,李娣娜种新超声波测距系统的设计延安大学学报自然科学版苏伟巩,壁建超声波测距误差分析传感器技术,卜英勇基于单片机的高精度超声波测距系统仪表技术与传感器超声波测距仪的设计摘要随着科学技术的快速发展......”。
3、“.....本文对超声波传感器测距的可能性进行了理论分析,利用模拟电子数字电子微机接口超声波换能器以及超声波在介质的传播特性等知识,采用以单片机为核心的低成本高精度微型化数字显示超声波测距仪的硬件电路和软件设计方法在此基础上设计了系统的总体方案,最后通过硬件和软件实现了各个功能模块。相关部分附有硬件电路图程序流程图。,关键词单片机超声波传感器测距仪声波在空气中的传播速度为,根据计时器记的时间,就可以计算出发射点距障碍物的距离,即,这就是常用的时差测距。在测距计数电路设计中,采用了相关计数,其主要原理是测量时单片机系统先给发射电路提供脉冲信号,单片机计数器处于等待状态,不计数当信号发射段时间后,由单片机发出信号使系统关闭发射信号,计数器开始计数,实现起始时的同步当接收信号的最后个脉冲到来后,计数器停止计数。双向超声波测距仪的系统主要有几下部分组成如图所示显示模块,芯片,超声波发射模块......”。
4、“.....电源模块等五大模块组成。图系统设计总体框图优点双向测距,精度高,功耗低。在电路中我们采用芯片它的优点是精简指令使其执行效率大为提高彻底的保密性其引脚具有防瞬态能力,通过限流电阻可以接至交流电源,可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离,给应用带来极大方便。基于上述两种方案的比,测量盲区较长,结构复杂且稳定性不高。能进行双向测距,精度高,功耗低,模块简单,稳定性高。理论分析与计算测量与控制方法声波在其传播介质中被定义为纵波。当声波受到尺寸大于其波长的目标物体阻挡时就会发生反射反射波称为回声。假如声波在介质中传播的速度是已知的,而且声波从声源到达目标然后返回声源的时间可以测量得到,从声波到目标的距离就可以精确地计算出来。这就是本系统的测量原理。超声波传感器的结构如图所示。图超声传感器结构由于此超声波测距仪可以实现双向测距,所以需进行测距选择......”。
5、“.....理论计算图测距的原理如图所示为反射时间,是利用检测声波发出到接收到被测物反射回波的时间来测量距离其原理如图所示,对于距离较短和要求不高的场合我们可认为空气中的声速为常数,我们通过测量回波时间利用公式其中,为被测距离为空气中声速为回波时间,可以计算出路程,这种方法不受声波强度的影响,直接耦合信号的影响也可以通过设置时间门来加以克服。这样可以求出距离设计是用时基电路振荡产生的超声波信号。其振荡频率计算公式如相关知识超声波发生器我们知道,由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离比较远,因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离,设计比较方便,计算处理也比较简单,并且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。超声波发生器可以分为两大类类是用电气方式产生超声波,类是用机械方式产生超声波。电气方式包括压电型电动型机械方式有加尔统笛液哨和气流旋笛等......”。
6、“.....因而用途也各不相同,目前在近距离测量方面较为常用的是压电式超声波换能器。单片机的任务单片机的任务是指以单片机为核心,构建硬件部分和软件部分组成,配以定的外围电路和软件,实现几种功能,完成相应的任务。硬件是系统的基础,软件则是在硬件的基础上对其合理的调配和使用,从而完成应用系统所要完成的基础。般来讲,所要完成的任务不同,相应的硬件配置和软件配置也就不同。因此,单片机的设计应包括硬件设计和软件设计两大部分。系统方案比较与选择块的超声波测距仪系统包括超声波测距模组数码显示模组驱动模组控制模组及电源五部分。超声波测距模块主要由发射部分和接收部分组成,超声波的发射受主控制器控制如图所示超声波换能器谐振在的频率,模块上带有方波产生电路。显示模块是个位段数码显示的测量结果的显示用到三位数字段码,格式为点米,同时还用两位数字段码显示数据的个数。电源采用的电源输入......”。
7、“.....图超声波测距模块组硬件框图优点具有历史数据存储功能出错管理功能。缺点能测的最小距离比较长,不能实现双向测距,电路复杂性能稳定性不高。基于单片机的超声波测距仪超声波测距仪主要以单片机为核心,其发射器是利用压电晶体的谐振带动周围空气振动来工作的超声波发射器向方向发射超声波,在发射的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器接收到反射波就立即停止计时。般情况下,超小,用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变,所产生的信号作为计数器的脉冲输入。计数器和温度寄存器被预置在所对应的个基数值。计数器对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数,当计数器的预置值减到时,温度寄存器的值将加,计数器的预置将重新被装入,计数器重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数,如此循环直到计数器计数到时......”。
8、“.....此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性,其输出用于修正计数器的预置值。图测温原理框图有个主要的数据部件光刻中的位序列号是出厂前被光刻好的,它可以看作是该的地址序列码。位光刻的排列是开始位是产品类型标号,接着的位是该自身的序列号,最后位是前面位的循环冗余校验码。光刻的作用是使每个都各不相同,这样就可以实现根总线上挂接多个的目的。中的温度传感器可完成对温度的测量,以位转化为例用位符号扩展的二进制补码读数形式提供,以形式表达,其中为符号位。表温度值格式表这是位转化后得到的位数据,存储在的两个比特的中,二进制中的前面位是符号位,如果测得的温度大于,这位为,只要将测到的数值乘于即可得到实际温度如果温度小于,这位为,测到的数值需要取反加再乘于即可得到实际温度......”。
9、“.....后者存放高温度和低温度触发器和结构寄存器。配置寄存器该字节各位的意义如下表配置寄存器结构低五位直都是,是测试模式位,用于设置在工作模式还是在测试模式。在出厂时该位被设置为,用户不要去改动。与单片机的连接在硬件上,与单片机的连接有两种方法,种是接外部电源,接地,与单片机的线相连另种是用寄生电源供电,此时接地,接单片机仪具有准双向测距功能,稳定性比较高灵敏度比较高,盲区范围小,分辨率小于,被测目标不需要垂直于超声波测距仪角度保持在正负度,被测目标表面不需要平坦但是在检测过程中会有些不便的地方测量时在超声波测距仪周围没有其他可反射超声波的物体,由于发射功率有限,测距仪无法测量外的物体。因为实现双向测距所以电路的电流相对比较大。不能够实现不同温度下的测距功能。因为超声波是将空气作为媒介所以受电磁干扰比较大。致谢在这次设计过程中......”。
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