本科毕业设计文献综述

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1、燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：学院（系）：年级专业：学生姓名：指导教师：完成日期：　一、课题国内外现状1.1国外现状超声波测距仪[1]是非接触测距仪中发展最快的一种。该技术基于超声波在空气中传播速度及遇到被测物表面产生反射的原理。智能化的超声波测距仪带有一个功能很强的智能回波分析软件包。它可以将各种干扰过滤出来，识别多重回波，分析信号强度和环境温度等有关信息，这样即使在有扰动情况下读数也是基本精确的。新型气密结构、耐腐蚀的超声换能器测量可高达12m，当超声波测距仪用在液位测量时，E+H公司研制的Proson

2、icFMU860/861862超声液位仪精度可达0.2%，FMU40/41超声液位仪精度可达12mm。1.2国内现状中国测试技术研究所李茂山在《超声波测距原理及实践技术》[2]中杨曦的阐述了超声波测距原理。近十年来中国的一些科研人员在超声波回波的处理方法，新型超声波换能器的研发，超声波发射脉冲选取等方面进行了大量的理论分析和研究，并对超声波常见的影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节来提高超声波测距的测量精度。二、研究主要成果1998年，曼内斯德马泰克（秦皇岛）有限公司数字式超声波位移测量仪，李忠杰在《数字式超

3、声波位移测量仪的研究》[3]一文中介绍了这种数字式超声波位移测量仪的结构，工作原理和功能。其数据处理借助于单片机，给出了系统框图，对仪表的各部分硬件电路做了较详细的说明，并列出了部分仪表的实测数据，分析了误差产生的原因。中国科学院上海声学实验室的王润田在《双频超声波测距》[4]一文中提出了一种双频超声波测距的原理和方法，由于空气对超声波的吸收与超声波的频率的平方成正比，因此用来测距的超声波频率不能很高，但另一方面频率越低，波长越长，测长的绝对误差就越大，一次测长的距离范围加大与测量精度矛盾。王润田提出，为了在一个较长范围内

4、达到测量精度，在测距的同时同时发射两个频率的超声波，频率较大的测较近的距离，频率较小的测较长的距离，这样在较大范围内实现较高的测距精度。厦门大学海洋系的童峰在《一种高精度超声波测距处理方法》[5]一文中，提出，在超声测距系统中，测距误差也即声脉冲传输时间t的测量误差，实际上是对测距脉冲回波前沿的检测误差，作者根据声波的发射，反射及传输理论推出并用实验验证了测距回波包络曲线的近似方程，据此提出了一种高精度超声波测距信号处理方法，并由理论分析与实验结果，提出了一种基于归一化包络曲线的抗起伏信号处理方法，并给出了系统硬件框图及软

5、件部分的具体功能。实验结果显示测距范围在2.5—12m，系统最大测距误差0.24%，并具有较高的稳定性。南昌航空工业学院的江泽在《温度对液体中超声波速度的影响》[6]一文中，详细的分析了温度对超声波在液体中传播速度的影响，导出了超声波速度，液体压缩系数及密度的关系，今儿研究了温度对声速的影响。郑丰隆在《提高超声波测距分辨力的一种单片机测量电路》[7]一文中分析了单片机的内部误差及其分辨力，为了提高测量精度，作者从硬件角度设计了一种外围电路，提高了计数参考频率，从而提高仪器的测量精度。对于测控系统来说，传感器的测量精度和抗干

6、扰能力是必要的，超声波传感器对于超声波测距系统是非常关键的，陕西师范大学的董胜林等，研制了一种圆板膜弯曲振动模式的气介式超声波传感器。单片机在超声波测距系统中也有很大的重要性，东北电力学院的韩宝亮等对这方面进行了有益的探索。在《单片机在超声波测距系统中的应用》[8]一文中，细述了测量原理以及单片机为核心的硬件组成部分。国内的一些科研人员在超声波回波的处理方法，新型超声波换能器的研发，超声波发射脉冲选取等方面进行了大量的理论分析和研究，并对超声波常见的影响因素提出温度补偿、接收回路串入自动增益调节环节来提高超声波测距的测量精

7、度。童峰、许肖梅等[9]提出了基于遗传算法的LMS自适应时延估计（LMSTDE）算法。其基本原理是用LMS算法对不同时延值对应的输入信号进行自适应滤波，搜索出与参考信号有最小均方误差的时延值，即为时延估计值。该算法消去了实际换能器与理想换能器的频率特性差，消除了信道由于斜向入射产生的传递特性对输出信号产生的影响，是整个系统保持平坦的频率响应，且输出误差最小。Yangyichun、Machizhou等[10]提出了基于修正的线性调频变换和相关峰细化原理的精确时延估计快速算法，精确计算相关函数的峰，使得低采样信号的时延估计精度

8、得以提高，并且不受采样率的限制。程晓畅等[11]针对相关常规插值方法在多倍插值的情况下存在计算复杂、时延精度不高等缺点，结合超声回波信号的窄带带通特性和相关峰细化原理，提出了直接提取相关函数包络及包络峰细化方法，并分析了其计算复杂度。卜英勇等[12]根据回波信号的传输特性，利用小波分析法对回波信号进行运