基于超聲波傳感器的無接觸式空氣測距方法

　　超聲波接收器包括超聲波接收探頭、信號放大電路及波形變換電路三部分。超聲波探頭必須采用與發(fā)射探頭對應(yīng)的型號，這里采用CSB 40R。由于經(jīng)探頭變換后的正弦波電信號非常弱，因此必須經(jīng)放大電路放大。正弦波信號不能直接被微處理器接收，因此必須進(jìn)行波形變化。如圖4所示，前級采用NE5532構(gòu)成10 000倍放大器，對接收信號進(jìn)行放大;后級采用LM311比較器對接收信號進(jìn)行調(diào)整，LM311的3管腳的輸入為比較電壓，可由J1跳線選擇不同的比較電壓以選擇不同的測距模式，如圖5所示。

　　模組提供了測距模式選擇跳線J1，可以選擇短距測量模式、中距測量模式或距離可調(diào)模式。跳線選擇LOW時為近距測量模式，選擇HIGH時為中距測量模式;選擇SET時為距離可調(diào)模式。

　　2.3 溫度測量電路

　　當(dāng)環(huán)境溫度變化時，超聲波波速會隨之變化，所以要進(jìn)行修正。因而系統(tǒng)中設(shè)置了一個溫度檢測電路，實時采集溫度，對波速進(jìn)行修正。測溫電路使用的傳感器為DS1820，如圖6所示。具有9，10，11，12位轉(zhuǎn)換精度，未編程時默認(rèn)精度為12位，測量誤差一般為0.5℃，軟件處理后可達(dá)0.1℃。

　　3 系統(tǒng)軟件

　　系統(tǒng)流程圖如圖7所示。

　　微處理器P89LPC932先把P1.6置0，啟動超聲波探頭發(fā)射超聲波，同時啟動內(nèi)部定時器T0開始計時。然后檢測溫度并進(jìn)行溫度補(bǔ)償，當(dāng)超聲波信號遇到障礙物時信號立刻返回，微處理器不停掃描P2.7引腳，如果P2.7接收的信號由高電平變?yōu)榈碗娖?，表明信號已?jīng)返回，微處理器進(jìn)入中斷關(guān)閉定時器。再把定時器中的數(shù)據(jù)經(jīng)過換算就可以得出所測距離。

　　4 結(jié)語

　　本系統(tǒng)具有三種模式跳線選擇，因此具有測量準(zhǔn)確度較高、抗干擾能力強(qiáng)、反應(yīng)速度快等特點。實驗表明，本測距儀實測精度最優(yōu)達(dá)到1%，最遠(yuǎn)測距為700 cm左右。