單片機超聲波測距原理

Ⅰ 超聲波測距

對於第一個問題：
超聲波測距，通常在10米以內，但也有個別廠家做到幾十米甚至百米的。超聲波測距有以下幾個特點：1、頻率越高，精度也越高，但檢測距離越近（空氣衰減增大）；2、輸出功率越高、靈敏度越高，檢測距離也越遠（雖然是廢話，但我必須寫上）；3、通常檢測角度小的，測距范圍略遠；4、以上因素所造成的影響加起來，可能沒有被測物體帶來的影響更大：例如一個剛性表面（例如鋼板）和一根鐵絲、或者在鋼板表面鋪滿吸音綿、或者把鋼板與探頭法線夾角從垂直改為傾斜45度等等，這些因素所帶來的影響最大的。這也許不太容易理解，如果把超聲波比作可見光，那麼剛性表面可以理解成鏡子，要想讓你發現距離很遠的人，對方用鏡子『晃』你是最好不過的了。但如果把鏡子罩上黑紙，或者把鏡子傾斜45度所帶來的影響，你我可想而知，超聲波也一樣。
第二個問題：
一個單片機上同時使用幾個不同頻率的超聲波模塊，這就是軟體程序的問題，沒有什麼難度，大學生就可以做，我想你一定也沒問題。關於測距模塊，從20khz~400khz，測距范圍從0.1m~30m這些都不難購到，技術也不是很難。問題是，你能找到這么多頻率的探頭么？雖然超聲波探頭的各種頻率都有，但它是針對量程來劃分的，同一個量程里，頻率都很接近（例如3-10米測距基本都是40khz）。你要在同一個量程里找出4種不同頻率來，恐怕是有難度的。當然你也可以用4種不同的頻率來驅動同一種探頭。可是，若4個頻率中的某個頻率與探頭的中心頻率差別大了（例如超過5%），會導致效率大幅減低，如果頻率差別小了，識別、區分他們又有困難，例如對於一個40khz的探頭，一般廠家規定的下限和上限也就是38khz~42khz，我們就算冒險用到37khz~43khz（從可靠性和穩定性考慮，我不贊成這么用），你需要區分37khz、39khz、41khz、43khz四種頻率的反饋信號，如此以來，常規的測距電路是不能用了，你需要研究一種全新的測距方案來識別他們，而且不能影響正常的計時精度，我建議你參考一些微波雷達的技術。

Ⅱ 關於超聲波測距

上樓回答有些誤區。超聲波測距現在一個探頭也可以完成發射與接受並測出距離。
2：超聲波的測試的距離肯定＞1米。關於精確到0.1毫米就有難度了。它不僅與探頭的頻率等有關還要考慮他和主機的整合行比如（盲區）等不過現在用它來測距的話必須要與被測的工件耦合。因為不管什麼波形都是需要在介質比如水，鋼板等中傳播
3：肯定可以顯示出距離！我們現在用的儀器很簡單的價格就幾千塊
在講講原理超聲波他通過同步電路（觸發電路）產生數個脈沖觸發儀器的掃描電路，發射電路就發射了，然後就是就收了也就是通過（射頻器，檢波器，視頻放大器等回收··
如果還有什麼您可以給我留言！祝您好運 謝謝了

Ⅲ 超聲波測距最大 最小距離 精度的確定方法，在線等，求高手！

超聲波測距的原理是將超聲波發射出去，然後超聲波信號遇到障礙物反射回來，系統接收後，根據發射和接收之間的時間差，乘以聲速值，得到測量系統和障礙物之間的距離，對於任何一個系統來說，對於測量到的信號的幅值大小是一定的，也就是說，要求反射回來的能量達到一定的程度，才能檢測到，因此，測距的最大最小值就與障礙物的大小有很大關系，如果障礙物很大，比如一面牆，那麼能將大部分的超聲波反射回來，那麼測量的距離就較大，相反，如果障礙物較小，比如一棵樹，只能反射回很小一部分能量，那麼測量的距離就很小，對於一些很小的東西，比如牙簽等，一般的是測量不到的，而對於測量的精度，就與你系統本身有關系了，比如你系統對於時間的測量能達到多高的精度，另外在不同的溫度和濕度條件下，聲速也不同，因此，系統最好還需要有溫度和濕度補償功能，根據溫度和濕度的不同確定不同的聲速的值，然後乘以你測量的時間。當前一般的超聲波測距模塊的精度可以達到3毫米，性能高一點的，帶有溫濕度補償功能的可以達到1毫米。

Ⅳ 超聲波測距離的原理是什麼

你好
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。

Ⅳ 超聲波接收電路的具體詳細的工作原理

超聲波接收電路是比較簡單的,超聲波感測器接收到的信號進行放大,通過解碼還原成數據信號進入單片機。
超聲波測距的原理是，判斷發送脈沖上升沿和接收脈沖上升沿的時間，根據聲音在空中傳播的速度計算出距離。

Ⅵ 超聲波測距de工作原理是什麼

超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。

Ⅶ 超聲波測距時間差測量原理

超聲波測距的原理一般採用渡越時間法TOF（timeofflight）。首先測出超聲波從發射到遇到障礙物返回所經歷的時間t，再乘以超聲波的速度v就得到二倍的聲源與障礙物之間的距離S 。公式如下：
S=VT
S（m）為計算出的距離，t（s）為測的時間。
為了減小溫度對測量結果的影響，實時測量空氣溫度並修正超聲波波速。
V=331.5+0.607T 其中 （m/s）為矯正後的聲速，T（℃）為實時溫度

其次 單片機要設定計數器，進行計數，統計時間

Ⅷ 超聲波測距的原理

二、 超聲波測距原理
1、 超聲波發生器
為了研究和利用超聲波，人們已經設計和製成了許多超聲波發生器。總體上講，超聲波發生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。
2、壓電式超聲波發生器原理
壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發生器內部結構如圖1所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將會發生共振，並帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。
3、超聲波測距原理
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。
測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。
超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，我們設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。
超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：
式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5cm。

Ⅸ 超聲波測距儀的工作原理

超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，所以經常用超聲波來測量距離，如測距儀和物體測量儀，超聲波測距儀裝置上有設置瞄點裝置，只要把儀器對准要測量的目標，就會出現一點在測距儀的顯示屏幕上，主要是通過聲速來測量的，肉眼看不見射出的線。
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。

Ⅹ 超聲波測距的原理是什麼

超聲波測距原理是通過超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播時碰到障礙物就立即返回來,超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為v,而根據計時器記錄的測出發射和接收回波的時間差△t,就可以計算出發射點距障礙物的距離S,即:
這就是所謂的時間差測距法。
由於超聲波也是一種聲波,其聲速C與溫度有關,表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時,如果溫度變化不大,則可認為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334米/秒,但其傳播速度V易受空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響,其中受溫度的影響較大，如溫度每升高1℃,聲速增加約0.6米/秒。如果測距精度要求很高,則應通過溫度補償的方法加以校正（本系統正是採用了溫度補償的方法）。已知現場環境溫度T時,超聲波傳播速度V的計算公式為：
聲速確定後,只要測得超聲波往返的時間,即可求得距離。這就是超聲波測距儀的機理。