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          基于P89LPC932超聲波測距儀

          作者: 時間:2011-08-08 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          摘要:為了克服一些傳統(tǒng)距離測量方式在某些特殊場合無法測量的缺陷,設(shè)計以為核心,利用超聲波傳感器實現(xiàn)了無接觸式空氣測距的方法,充分考慮聲速與溫度的密切關(guān)系,進行溫度補償,進一步獲得測距最遠700 cm左右,精度最優(yōu)達到1%。該設(shè)計具有較強的抗干擾能力,安裝簡單,體積小,功耗低,便于嵌入其他系統(tǒng)的特點。
          關(guān)鍵詞:;超聲波;測距儀;無接觸式空氣測距

          0 引言
          一些傳統(tǒng)的距離測量方式在某些特殊場合存在不可克服的缺陷。例如,液面測量就是一種距離測量,傳統(tǒng)的電極法是采用差位分布電極,通過給電或脈沖來檢測液面,電極長時間浸泡于水中或其他液體中,極易被腐蝕、電解,失去靈敏性。利用超聲波測量距離可以解決這些問題,因此超聲波測量距離技術(shù)在工業(yè)控制、勘探測量、機器人定位和安全防范等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。所謂超聲波是指頻率高于20 kHz的機械波,具有強度大、方向性好等特點。其一般由壓電效應(yīng)或磁致伸縮效應(yīng)產(chǎn)生。
          本文設(shè)計的超聲波測距儀用三種測距模式選擇跳線J1(短距、中距、可調(diào)距)。其整體方案為當(dāng)按下測量鍵,探頭就發(fā)送超聲波,當(dāng)超聲波遇到障礙物時將產(chǎn)生回波信號;系統(tǒng)將探頭接收到的回波信號放大送入控制器;溫度測量電路測出溫度,通過計算得到所測距離,顯示在數(shù)碼顯示器上,后4位顯示距離,前2位顯示溫度。

          1 超聲波測距儀基本原理
          利用超聲波測量距離的原理如圖1示所示,簡單描述為:定期發(fā)送的超聲波遭遇到障礙物時發(fā)生反射,反射波經(jīng)由接收器接收并轉(zhuǎn)化為電信號,這樣只要測出發(fā)送和接收的時間差△t,然后按照式(1)即可求出距離:
          a.jpg
          式中:C為超聲波在空氣中的傳播速度,0℃時C為331 m/s,25℃時C為347 m/s,其與環(huán)境溫度T(單位:℃)的關(guān)系如式(2):
          b.jpg
          由此可見,聲速與溫度有密切關(guān)系。在應(yīng)用中,如果溫度變化不大,并且無特殊精度要求,可認為聲速是基本不變的,否則,必須進行溫度補償。溫度補償方法為每次先按照式(2)計算當(dāng)時聲速C,然后再按照式(1)計算距離。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/194791.htm

          d.jpg


          另外,從圖1還可以看出,由于超聲波利用接收反射波來進行距離的計算,因而不可避免地存在發(fā)射與反射之間的夾角,其大小為2a。當(dāng)a很小時,可直接按式(1)進行計算得到距離;當(dāng)a較大時,則必須進行距離修正,修正公式如式(3):
          c.jpg


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          關(guān)鍵詞: P89 LPC 932 89

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