问超声波测距仪的改进

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)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。 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，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。 总之，由以上分析可看出:利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。 希望能帮到你! 祝你快乐!!

声波是物体机械振动状态通过媒质向四面八方传播。声音的传播速度与介质的种类、温度有关，一般说来，介质的密度越高传播的速度越大；温度越高传播的速度越大。超声波是指振动频率大于20KHz以上的机械波，具有强度大，方向性好等特点。我们的耳朵只能分辨频率为二十至二万赫的声音，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。一些传统的距离测量方式在某些特殊场合存在不可克服的缺陷。利用超声波来测量距离可以解决这些问题。 1.2 超声波测距的基本原理及实现方法 利用超声波测量距离的原理可用图1-1示意，简单描述为：超声波定期发送超声波，遭遇障碍物时发生反射，发射波经由接收器接收并转化为电信号，这样只要测出发送和接收的时间差，然后按照下式即可求出距离： S=CΔt/2 (1-1) 式中，C为超声波在空气中的传播速度。0℃时为331m/s,25℃时为347m/s，其与环境温度T(℃)的关系如下式： C=331.4+0.61×T (1-2) 由此可见，声速与温度有密切关系。在应用中，如果温度变化不大，并且无特殊精度要求，可认为声速是基本不变的，否则，必须进行温度补偿。温度补偿通常先按照式(1-2)计算当前声速C，然后再按照式(1-1)计算距离。通过运算根据当时的温度得到当时的精确声速，从而计算得到的距离值也比较精确。或者根据当前的环境温度，查取特征温度值—声速表中最接近温度对应的声速值。对于采用单片机的测量方案来说，简化了计算，但精度稍低。 超声波利用接收发射波来进行距离的计算，因而不可避免的存在发射与反射之间的夹角，其大小为2α。当α很小时，可直接按式1-1进行计算得到距离；当α较大时，则必须进行距离修正，修正公式为： S=cosα×CΔt/2 （1-3） 现在我们采用单片机的超声波测量方案：由单片机软件控制发射、接收及计数器的关停与启动。可以达到较高的精度......