超声波测距仪的主要用途 超声波测距仪电路图及各部分的原理
超声波测距仪的主要用途
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量。
超声波在气体、液体及固体中以不同速度传播,定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。超声波能以一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射,利用这一特性,通过测定超声波往返所用时间就可计算出实际距离,从而实现无接触测量物体距离。超声波测距迅速、方便,且不受光线等因素影响,广泛应用于水文液位测量、建筑施工工地的测量、现场的位置监控、振动仪车辆倒车障碍物的检测、移动机器入探测定位等领域。本文设计的数字式超声波测距仪通过对超声波往返时间内输入到计数器特定频率的时钟脉冲进行计数,进而显示对应的测量距离。
超声波测距仪电路图及各部分的原理
超声波在塑料加工中的应用原理: 塑料加工中所用的超声波,现有的几种工作频率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ.其原理是...2,超声波焊机的组成部分和原理 超声波焊接机主要由如下几个部分组成:发生器,气动部分,程序控制部分,换能器部分等.
超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波,从而测出发射和接收回波的时间差t,然后求出距S=Ct/2,式中的C为超声波波速。由于超声波也是一种声波,其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速是基本不变的。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距仪的机理。其系统框图如图1所示。
便携式超声波测距仪的测量范围是多少?
超声波测距器,可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。测量范围在0.10-5.00m,测量精度1cm,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人的研制上也得到了广泛的应用。
超声波测距仪的改进
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......