高精度超聲波測距儀設(shè)計(jì)的開題報(bào)告資料說明

　　設(shè)計(jì)一個(gè)超聲波測距儀。要求能夠?qū)崿F(xiàn)利用超聲波進(jìn)行距離測量，測量時(shí)與被測物體無直接接觸，能夠清晰穩(wěn)定的顯示測量結(jié)果?？捎糜谄嚨管囂嵝?、液位、井深、管道長度等。

　　超聲波測距是一種利用聲波特性、電子計(jì)數(shù)、光電開關(guān)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)非接觸式距離測量的方法。由于超聲波指向性好，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常被用于距離的測量，利用超聲波檢測距離設(shè)計(jì)比較簡單，計(jì)算處理也比較簡單，并且在測量精度方面也能達(dá)到日常使用要求。超聲波是一種頻率在20khz以上的聲波，作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦裕悍瓷洹⒄凵?、干涉、衍射和散射，與物理聯(lián)系緊密，應(yīng)用靈活，并且更適合于高溫、高粉塵、高濕度和強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境下工作。無論從精度還是可靠性方面，超聲波測距都做得比較好。利用超聲波測距往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，具有廣泛的應(yīng)用前景。

　　測量距離的方法有很多種，短距離的可以用尺，遠(yuǎn)距離的有激光測距等，超聲波測距適用于高精度的中長距離測量。目前測量距離一般都采用波在介質(zhì)中的傳播速度和時(shí)間關(guān)系進(jìn)行測量。常用的技術(shù)主要有激光測距、微波雷達(dá)測距和超聲波測距三種。紅外測距的優(yōu)點(diǎn)是便宜，易制，安全，缺點(diǎn)是精度低 距離近，方向性差。激光測距的優(yōu)點(diǎn)是精確，缺點(diǎn)是需要注意人體安全，且制做的難度較大，成本較高，而且光學(xué)系統(tǒng)需要保持干凈，否則將影響測量。激光測距主要運(yùn)用于軍事方面。聲波測距作為一種典型的非接觸測量方法，在很多場合，諸如工業(yè)自動控制，建筑工程測量，機(jī)器人視覺識別，倒車防撞雷達(dá)，海洋測量，物體識別等方面得到廣泛的應(yīng)用。超聲波具有指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)。與激光測距、紅外線測距相比，超聲波對外界光線、色彩和電磁場不敏感，更適于黑暗、電磁干擾強(qiáng)、有毒、灰塵或煙霧的惡劣環(huán)境，可在潮濕高溫，多塵等惡劣環(huán)境下工作，例如：液位、厚度、管道長度等場合。在識別透明及漫反射性差的物體上也更有優(yōu)勢。由于聲波在空氣中傳播速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光線和無線電波的傳播速度，對于時(shí)間測量精度的要求遠(yuǎn)小于激光測距、微波測距等系統(tǒng)。相比于其它定位技術(shù)而言，超聲波定位技術(shù)成本低、精度高、操作簡單、工作穩(wěn)定。

　　可靠，非常適合于短距離測量定位。因而超聲波測距器電路易實(shí)現(xiàn)、結(jié)構(gòu)簡單和造價(jià)低，而且以聲速傳播，便于檢測和計(jì)算。

　　然而超聲波測距在實(shí)際應(yīng)用也有很多局限性，這都影響力超聲波測距的精度。

　　一是超聲波在空氣中衰減極大，由于測量距離的不同，造成回波信號的起伏，是回波到達(dá)時(shí)間的測量產(chǎn)生較大的誤差；二是超聲波脈沖回波在接收過程中被極大地展寬，影響了測距的分辨率，尤其是對近距離的測量有較大的影響。其他還有一些因素，諸如環(huán)境溫度、風(fēng)速等也會對測量造成一定的影響，這些因素都限制了超聲波測距在一些對測量精度要求較高的場合的應(yīng)用，如何解決這些問題，提高超聲波測距的精度，具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

　　單片機(jī)發(fā)出40KHZ的信號，經(jīng)過放大后通過超聲波發(fā)射器輸出；超聲波接收器將接收到的超聲波信號經(jīng)放大器放大，用鎖相環(huán)電路進(jìn)行檢波處理后，啟動單片機(jī)中斷程序，測得時(shí)間為t，再有軟件進(jìn)行判別、計(jì)算，得出距離數(shù)并送LED顯示。