完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你，還能領(lǐng)取20積分哦，立即完善>
標(biāo)簽 > 超聲波測距
由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。
由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在移動機器人研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。
二、 超聲波測距原理
1、 超聲波發(fā)生器
為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。
由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在測量精度方面能達到工業(yè)實用的要求，因此在移動機器人研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。
二、 超聲波測距原理
1、 超聲波發(fā)生器
為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計和制成了許多超聲波發(fā)生器?？傮w上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。
2、壓電式超聲波發(fā)生器原理
壓電式超聲波發(fā)生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。
3、超聲波測距原理
超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離（s），即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間，根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計算出發(fā)射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。
測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差（T為發(fā)射到接收時間數(shù)值的一半）。
超聲波測距主要應(yīng)用于倒車提醒、建筑工地、工業(yè)現(xiàn)場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數(shù)量級。
由于超聲波易于定向發(fā)射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優(yōu)點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內(nèi)的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。
超聲波測距誤差分析
根據(jù)超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當(dāng)要求測距誤差小于1mm時，假設(shè)已知超聲波速度C=344m/s （20℃室溫），忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t《（0.001/344） ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超聲波的傳播速度是準(zhǔn)確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小于1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鐘基準(zhǔn)的89C51單片機定時器能方便的計數(shù)到1μs的精度，因此系統(tǒng)采用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內(nèi)。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關(guān)系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關(guān)系如下：
式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度（℃）。
對于超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環(huán)境溫度考慮進去。例如當(dāng)溫度0℃時超聲波速度是332m/s， 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環(huán)境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5cm。
A06 一體超聲波測距模塊有多種測距模式和輸出模式可選，可選擇對人體或平面物體進行針對性測量 ，輸出可設(shè)定為高電平脈寬輸出、UART 輸出（自動或受控）...
利用51單片機實現(xiàn)超聲波測距功能，利用單片機控制超聲波的發(fā)射和對超聲波自發(fā)射至接收往返時間的計時。
超聲波測距的模塊，51單片機接上12864液晶，HC-SR04超聲波模塊，就可以了，具體程序沒怎么看，超聲波模塊的硬件也不曉得。
超聲波測距的原理和超聲波測距系統(tǒng)的電路設(shè)計詳細概述
由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往...
在實際測試當(dāng)中，最大測量三米多的距離還是可以，最小距離我沒有做測試，我測的最小距離是50厘米，再往下沒有繼續(xù)測。
C8051單片機實現(xiàn)多目標(biāo)超聲波測距的設(shè)計
超聲波測距傳感器以其測量精度高、響應(yīng)快和價格低廉而廣泛應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場測距、移動機器人導(dǎo)航和定位等場合。超聲波測距傳感器常用的方式是1 個發(fā)射頭對應(yīng)1 個...
基于MSP430F2274的倒車?yán)走_設(shè)計立即下載
類別：電子資料 2023-10-10 標(biāo)簽：倒車?yán)走_超聲波測距MSP430F2274
具備一定防塵防水等級，適用于潮濕、惡劣的測量場合。3cm 較小盲區(qū)適用不同的檢測條件，是一款操作簡單的高性能、高可靠性商用級功能性模組。
超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀用45°斜面超聲波探頭有啥好處？
在超聲波風(fēng)速風(fēng)向儀上，有不少客戶都選用45°斜面超聲波探頭，這種探頭我們廠區(qū)對應(yīng)的型號有DYA-200-01K、DYA-200-01KD、DYA-200...
2022-01-24 標(biāo)簽：超聲波傳感器超聲波測距風(fēng)速風(fēng)向傳感器 1488 0
廈門大學(xué)教授到我廠區(qū)交流超聲波在水下通訊的應(yīng)用
2022年1月，廈門大學(xué)袁教授帶著5名研究生到我司廠區(qū)與我們的技術(shù)人員交流探討了關(guān)于超聲波在水下通訊的應(yīng)用技術(shù)。張學(xué)長為我們講解了超聲波在水下通訊的原理...
宇征8號是安布雷拉推出了新一代智能水下測距傳感器。搭載4芯水密航空插頭，采用8個波束150ms～200mS內(nèi)一次性完成360度全部方向測量。宇征8號是采...
2022-01-21 標(biāo)簽：超聲波測距 700 0
外測式超聲波液位開關(guān)的測量原理及應(yīng)用特點
某項目中中間罐區(qū)正在使用的液位測量儀表均為接觸式儀表，如音叉開關(guān)、雷達液位計、伺服液位計及靜壓液位計等，如改用上述液位計均需要在儲罐上開孔，但實際工況無...
2022-08-07 標(biāo)簽：液位開關(guān)液位計超聲波測距 2649 0
超聲波測距是通過不斷檢測超盧波發(fā)射后遇到障礙物所反射的回波，從而測出發(fā)射和接收回波的時間差t，然后求出距離S=Ct/2，式中的C為超聲波波速。
本文介紹基于STM32F407的KS103超聲波模塊的使用，包含使用注意事項以及代碼配置，同時會附上本人在開發(fā)時遇到的問題以及解決方法。 KS103模塊...
由于超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現(xiàn)。利用超聲波檢測往往...
超聲波傳感器是根據(jù)超聲波的一些特性制造出來的，用于完成對超聲波的發(fā)射和接收，內(nèi)部的換能晶片受到電壓的激勵而發(fā)生振動產(chǎn)生超聲波，超聲波的頻率高、波長短、方...
我們把頻率高于20KHz的聲波稱為超聲波，超聲波具有良好的方向性和穿透能力，特別是在水中，傳播距離更遠。無論是在軍事上、農(nóng)業(yè)上還是在生活中都有廣泛的應(yīng)用...
換一批
編輯推薦廠商產(chǎn)品技術(shù)軟件/工具OS/語言教程專題
| 電機控制 | DSP | 氮化鎵 | 功率放大器 | ChatGPT | 自動駕駛 | TI | 瑞薩電子 |
| BLDC | PLC | 碳化硅 | 二極管 | OpenAI | 元宇宙 | 安森美 | ADI |
| 無刷電機 | FOC | IGBT | 逆變器 | 文心一言 | 5G | 英飛凌 | 羅姆 |
| 直流電機 | PID | MOSFET | 傳感器 | 人工智能 | 物聯(lián)網(wǎng) | NXP | 賽靈思 |
| 步進電機 | SPWM | 充電樁 | IPM | 機器視覺 | 無人機 | 三菱電機 | ST |
| 伺服電機 | SVPWM | 光伏發(fā)電 | UPS | AR | 智能電網(wǎng) | 國民技術(shù) | Microchip |
| Arduino | BeagleBone | 樹莓派 | STM32 | MSP430 | EFM32 | ARM mbed | EDA |
| 示波器 | LPC | imx8 | PSoC | Altium Designer | Allegro | Mentor | Pads |
| OrCAD | Cadence | AutoCAD | 華秋DFM | Keil | MATLAB | MPLAB | Quartus |
| C++ | Java | Python | JavaScript | node.js | RISC-V | verilog | Tensorflow |
| Android | iOS | linux | RTOS | FreeRTOS | LiteOS | RT-THread | uCOS |
| DuerOS | Brillo | Windows11 | HarmonyOS |
關(guān)注我們的微信
下載發(fā)燒友APP
電子發(fā)燒友觀察
版權(quán)所有 ? 湖南華秋數(shù)字科技有限公司
長沙市望城經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)航空路6號手機智能終端產(chǎn)業(yè)園2號廠房3層（0731-88081133）
電子發(fā)燒友 （電路圖） 湘公網(wǎng)安備43011202000918
工商網(wǎng)監(jiān)
湘ICP備2023018690號-1
