超声波测距仪开题报告

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1、毕业设计（论文）开题报告课题名称超声波测距仪的没计一、选题背景与意义超声波是指频率在20kHz以上的声波，它属于机械波的范畴。它在介质中传播时能fi可以集中在很小的范围IA），具有良好的成束性，也就是方向性极好。山于超声波的速度相对于光速要小很多，其传播吋间就比较容易检测，并且易于定向发射，方向性好，强度好控制。U常的测距工具在一些特殊的场合是很不方便的，甚至无法进行距离的测比如液位、井的深度、管道的长度等等。而超声波作为一个检测的技术，采用的足非接触式的测fi，其特点可使测fi仪器不受被测介质的影响。此外，该技木对被测元件无磨损，使测:ft仪器牢固

2、耐用，而且还降低了能量消耗。因为，利用超声波检测，既迅速、方便、计算简单，乂易于实时控制，迕测fi精度方而能达到工业实用的要求。二、课题叉键问题及难点超声波测距仪可以用于倒:午:、建筑施工工地及一些工、Ik现场的位置监控，要求测量范围在0.13-3.00m，测量精度为lcm,测量吋与被测物体无且接接触，能够清晰并且稳定的从示出测量的结果。木系统的原理：利川单R机投制超声波的发射和对超声波自发射帝接收往返时间的计时。定时发射超声波，在启动发射电路的同时启动单八机内部的定时器，利用定时器的计数功能记录超声波发射的时闽和收到反射波的时间。当收到超声波的反射

3、波时，接收电路输出端产生一个负跳变，单R机检测到这个负跳变信号后，停止内部计时器记吋，读取时间，计算距离，测量结果输出给1上1）显示。硬件部分主要由单片机、丛示电路、超声波发射电路和超声波检测接受电路等部分组成。软件部分主要由主程序、超声波发生子程序、超声波接受屮断程序及显示程序等部分组成。三、文献综述(或调研报告)超声测距指的是利川超声波的反射特性进行距离测虽，在车辆自动导航，机器人的定位和对象识别，海洋水声以及丄业距离的测量方而其有重耍意义。常见的测距原理和方法主耍有脉冲回波法和相位差法两种。相位差法与脉冲回波法的不同体现在对回波的处理方式上，巾

4、超声波换能器接收端获得调制声波的回波，经放人电路转换后，得到与放人的相位完全相同的电信号，此电信号放人后与光源的驱动电压相比较，测捋两个正弦电压的相位差，根据所测相位差就对算彳v•所测距离。巾于采川的是相位比较，使彳y•测距精确度大大提高,但这种方法本身存在明品的缺陷。由于相位测量存在以2n为周期的多伉解，从Iflj容易造成解的不确定性。为了消除多解，常常耑要引入包络检测和采用发射多种不同频率波的方式减小不确定度，这就使得该方法的实现S杂化。随者社会的发展，人们对距离或长度测景的要求越來越尚。超声波在气体、液体及固体屮以不同速度传播，定14性好、能暈

5、集屮、传输过程屮衰减较小、反射能力较强。超声波能以一定速度定14传播、遇到障碍物活形成反射，利用这一特性，通过测定超声波往返所用时间就对以计算出实际距离，从而实现无接触测S:物体距离。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。超声波测虽在国防航空航天、电力石化、机械材料、医疗等众多领域具冇广泛的作用，它不但可以保证产品质虽保障安全，还4以起到节约能源，降低成本的作川。超声波与光波、电磁波、射线等检测相比，其最人特点足穿透力强，儿乎讨以在任何物体屮传播，了解被测物体内部情况。超声检测没备还具奋结构简单，成本低廉，使用方便的优

6、点，有利于工程实际使用。近十年来，由于微机技术，现迕电子技术，信号处理技术以及超声波产生和接受技术的发展，突破了常规超声测虽的限制，进一少开拓了其使川范围。鬥前国内外的超声波检测领域都句着数字化放心发展，数字式超声波检测仪器的发展速度很快。国内近儿年也相继出现了许多数字式超声波仪器和分析系统。国际上对超声波检测数字化技术的研究非常重视，国外牛.产类似的产品和研究的公司奋笑国的泛笑(PANAMETR1CS)公司，METEC公司，加拿人的R/DTECH公司，徳国的K-K公司，法国的SOFRATEST公司和西班牙的TECNATOM公司等等，上述这些公司生产

7、的超声波检测采集、分析和成像处理系统的技术水平较高，在世界上处于颂先水平。随着检测技术研究的不断深入，对超声波检测仪器的功能要求越米越高，单数码显示的超声检测仪测读会带来较大的测试误差。进一步耍求以后生产的超声仪能够M•有双敁及内带有单板机的微处理功能。随后具奋检测、记录、存储、数据处理与分析等多项功能的智能化检测分析仪相继研制成功。超声仪研制呈现一派繁荣景象。参考文献：[1]胡萍.超声波测距仪的研制[J].计算机与现代化，2003.10.[2]时德刚,刘哗.超声波测距的研究[J].计算机测S与控制，2002.10.[1]平兵.MCS-51单片机原理

8、应用[M].武汉：武汉平屮科技人学出版社，2002.5.[2]李平.MCU-51系列单片机实用接口技术[M]