24小(xiǎo)时联系電(diàn)话:18217114652、13661815404
中文(wén)
- 您当前的位置：
- 首页>
- 電(diàn)子资讯>
- 行业资讯>
- 基于AT89C52的超声波...
行业资讯
基于AT89C52的超声波测距仪的设计方案
基于提高测量精度的目的，设计了具有(yǒu)温度补偿的超声波测距系统。该系统采用(yòng)DS18B20温度传感器对现场温度进行检测，并通过软件计算实现温度补偿。实验结果表明：此系统具有(yǒu)测量精度高的优点。
测距技术在物(wù)位检测、医疗探伤、汽車(chē)防撞等民(mín)用(yòng)、工业领域应用(yòng)广泛，由于超声波的速度相对于光速要小(xiǎo)的多(duō)，其传播时间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，发射强度好控制，且不受電(diàn)磁干扰影响，因而利用(yòng)超声波测距是一种有(yǒu)效的非接触式测距方法。但超声波在不同环境温度下传播速度不同，如忽略温度影响，将影响最终测量精度。本文(wén)介绍的超声波测距仪采用(yòng)渡越时间检测法，使用(yòng)了DS1 8B20温度传感器对现场温度进行检测，并通过软件计算实现波速的温度补偿，消除了温度对测量结果的影响，使测量误差降低。
1 系统工作原理(lǐ)
超声波测距原理(lǐ)如图1所示。
图1 超声波测距原理(lǐ)
图1 超声波测距原理(lǐ)
式中c--超声波波速：t--从发射出超声波到接收到回波所用(yòng)时间。
限制该系统的最大可(kě)测距离存在4个因素：超声波的幅度、反射的质地、反射和入射声波之间的夹角以及接收换能(néng)器的灵敏度。接收换能(néng)器对声波脉冲的直接接收能(néng)力将决定最小(xiǎo)的可(kě)测距离。為(wèi)了增加所测量的覆盖范围、减小(xiǎo)测量误差，可(kě)采用(yòng)多(duō)个超声波换能(néng)器分(fēn)别作為(wèi)多(duō)路超声波发射/接收的设计方法。
由于超声波属于声波范围，其波速c与温度有(yǒu)关，经过测量得出超声波的波速与温度的关系，如表1所示。
表1 声速与温度的关系表
表1 声速与温度的关系表
将测量的速度数据与温度数据进行一阶拟合得出：
c=331.6+0.6107xT （2）
式中T--当地温度。
在测距时，可(kě)通过温度传感器自动探测环境温度、确定其时的波速c.波速确定后，只要测得超声波往返的时间t，即可(kě)求得距离H，这样能(néng)较精确地得出该环境下超声波经过的路程，提高了测量精确度。
本设计方案中使用(yòng)渡越时间检测法，测距仪工作原理(lǐ)為(wèi)：在由单片机发出驱动信号的同时，开启单片机中的计时器，开始计时。发射探头发射出超声波，在由接收探头接收到第一回波的同时停止单片机计时器的计时，由于超声波在空气中的速度已知，根据公式即可(kě)求得探头与待测目标之间的距离。而且，可(kě)以在较短时间内多(duō)次发出超声波测量，完成后计算平均值然后显示。
超声波在相同的传播媒體(tǐ)里（大气条件）传播速度相同，即在相当大的频率范围内声速不随频率变化，但其频率越高，衰减得越厉害，传播的距离也越短。考虑实际工程测量要求，在设计超声波测距仪时，选用(yòng)频率f=40kHz的超声波，波長(cháng)為(wèi)0.85cm.