超声波测距仪正文

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1、目录目录第1章绪论11.1课题背景11.2论文研究内容41.2.1研究内容41.2.2各章节主要内容4第2章系统的总体方案设计52.1超声测距理论基础52.1.1超声波介绍52.1.2超声波传感器62.1.3测量盲区72.2超声波测距原理72.3.超声波频率及探头的选用82.3.1探头主要技术参数9第3章系统硬件设计103.1系统工作的过程103.2AT89C51单片机113.2.1时钟振荡器153.3串行通信接口153.3.1RS-232电气特性163.3.2RS-232连接器机械特性173.4.555振荡器173.5共射放大电路183.6.C

2、X20106工作原理分析203.7温度测量21第4章系统程序设计234.1超声波测距仪的算法设计234.2主程序的分析设计244.3T0中断子程序254.4温度校正264.5发送40kHZ脉冲信号子程序调试284.6温度传感器的调试2811目录4.7测距显示电路的设计304.8超声波发射电路的设计314.9超声波接收电路的设计324.10探测电路的设计334.11可能出现的问题34第5章调试过程355.1调试环境355.2实验结果355.3提高精度的方案及系统设计365.4总结与展望37参考文献40致谢41附录：1外文资料译文…………………………

3、…………………………………………………...432外文资料原文……………………………………………………………………………...4411第1章绪论第1章绪论高速度，高效率是现代工业的标志，而这是建立在高质量的基础之上的。设计和工艺人员理应了解：非均一的组织结构，随机出现的微观、宏观缺陷，常常可以有时甚至是只能依靠无损检测技术的运用方可予以发现、评价。当然，这与数十年来多方的重视和广大从业人员的艰辛努力，使无损检测技术在这方面已具有一定的能力有关。现在，在工业发达国家，无损检测在产品的设计研制，使用部门已被卓有成效的运用，1981年美国前总统里根在给

4、美国无损检测学会成立40周年大会的贺信中就说过：“你们能够给飞机、空间飞行器、发电厂、船舶、汽车和建筑物等带来更大程度的可靠性。没有无损检测，我们就不可能享有目前在这些领域和其他领域的领先地位。”无损检测正在以迅猛之势向纵深发展，客观的需要毕竟是一种专业可以发展的最大动力。超声技术就是一项典型的无损检测技术。利用超声波测量已知基准位置和目标物体表面之间距离的方法，称为超声波测距。可想而知，它的应用，必将在未来展现出夺目的光辉。1.1课题背景11第1章绪论利用超声波作为定位技术是蝙蝠等一些无目视能力的生物作为防御及捕捉猎物生存的手段，也就是生物体发

5、射不被人们听到的超声波(20kHZ以上的机械波)，借助空气媒质传播由被待捕捉的猎物或障碍物反射回来的时间间隔长短与被反射的超声波的强弱判断猎物或障碍物位置的方法，根据这一原理，人们提出了超声波测距，它是一种传统而实用的非接触测量方法，和激光、涡流和无线电测距方法相比，具有不受外界光及电磁场等因素的影响的优点，在比较恶劣的环境中也具有一定的适应能力，且结构简单，成本低，因此在工业控制、建筑测量、机器人定位方面得到了广泛的应用。但由于超声波传播声时难于精确捕捉，温度对声速的影响等原因，使得超声波测距的精度受到了很大的影响，限制了超声测距系统在测量精度

6、要求更高的场合下的应用。距离是在不同的场合和控制中需要检测的一个参数，测距成为数据采集中要解决的一个问题。而由于超声波的速度相对光速小的多，其传播时间比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制，因而人类采用仿真技能利用超声波测距。超声波测距是一种利用超声波特性、电子技术、光电开关相结合来实现非接触式距离测量的方法。因为它是非接触式的，所以它就能够在某些特定场合或环境比较恶劣的情况下使用。比如要测量有毒或有腐蚀性化学物质的液面高度或高速公路上快速行驶汽车之间的距离。我国超声波检测技术是从无到有，从低级阶段逐渐发展到应用普及的现阶段水平。超

7、声波检测仪器的研制生产，也大致按此规律发展变化。五十年代，我国开始从国外引进超声波仪器，多是笨重的电子管式仪器。如英国的UCT-2超声波检测仪，重达24kg，各单位积极开展试验研究工作，在一些工程检测中取得了较好的效果。五十年代末六十年代初，国内科研单位进口了波兰产超声仪，并进行仿制生产。随后，上海同济大学研制出CTS-10型非金属超声检测仪，也是电子管式，仪器重约20Hg。该仪器性能稳定，波形清晰。但当时这种仪器只有个别科研单位使用，建工部门使用不多。直至七十年代中期，因超声波检测技术仍处于试验阶段，未推广普及，所以仪器没有多大发展，仍使用电子

8、管式的UCT-2，CTS-10型仪器。1976年，国家建委科技公司主持召开全国建筑工程检测技术交流会后，国家建委将混凝土超声波检测技术列