提高超声波测距精度方法的研究

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1、摘要提高超声波测距精度方法的研究研究生：陇昕翼指导老师：周杏鹏教授张文锦教授学校：东南大学摘要随着国家水利水文事业的发展，对现代各式水位计的精度、分辨力、测量范围等指标都提出了更高的要求，随之而来的是水位计检定装置相应指标要求的提高。本文在考虑实现难度和系统成本的基础上，选用非接触式超声波测量作为检定装置的基本实现手段，利用超声波在传播过程中遇障碍物返回的原理研制，在综合考虑既有方案的基础上，提出一种全新的两次测量、数据整合的方法，采用P89V51和DSPTMS320LF2407为控制核心实现了基本测距装置。本文详细介绍了两

2、次测量、数据整合的方法及依据，选用包络峰值时刻测量作为第一次粗略测量的具体实现手段，选用FFT相位差测量作为第二次精确测量的具体实现手段。在确定实现手段的基础上，设计以P89V51为控制核心的包络峰值时刻测量硬件模块和以LF2407为运算核心的FFT相位差测量硬件模块。考虑到环境影响可能带来的误差，系统增加了温度补偿、带通滤波等一系列降低干扰提高精度的电路模块。在硬件电路的基础上，软件设计采用C语言和汇编语言混合编程的方法，充分利用了C语言结构性强和汇编语言实时性强的优点，并给出了全部系统软件流程图。最后，研制出完整实验样机

3、并以此为基础在实验台架上完成调试实验，并给出了传统阈值法、单次包络峰值时刻测量法和完整实验样机的结果比对，表明本系统基本达到了预先设计指标：有效测量范围2m，分辨力0．2mm，测量误差2m内±lmm。关键词：超声波测距，包络峰值检测，FFr相位检测，P89V51，TMS320LF2407东南入学硕一L学位论文TheresearchofimprovementofapproachofultrasonicdistancemeasurementGraduate：LONGXinyiMentor：Prof．ZHOUXinpengProf

4、．ZHANGWenjinUnit：SoutheastUniversityAbstractWiththedevelopmentofNationalhydrologicalproject．modemwaterlevelgauge’Sindicatorsfaceahigherrequirementsuchashigherprecision，higherresolutionandlargermeasurementrange，asaresultthewaterlevelgaugetestdevicesarerequiredbythec

5、orrespondingindicatorsimprove．Afcerconsideringdifficultyandcostofsystem．thenon．contactultrasonicmeasurementhasbeenselectedasthebasicmethodtorealizethetestdevice，whichbasesontheprincipleofreflexofultrasoundwhenencountersobstacles．Whentakingtheexistingprogramsintoacc

6、ount，anewdataintegrationoftwicemeasurementshasbeenproposed．andusedP89V51andDSPTMS320LF2407asthecontrolcorestorealizethebasicrangingsystem．Itdescribestwicemeasurementsdataintegrationmethodandthebasisforselectiondeeply，selectsenvelopepeaktimemeasurementsasaroughmeasu

7、rementofthefirstconcreterealizationofthemeansandFFTphasedetectionasthesecondtimeaccuratemeasurement’Sconcreterealization．Ondeterminingthemeanstorealizethesystem，itdesignsenvelopepeakmomentofmeasurementhardwaremodulewhichusesP89V51asthecontrolcoreandFFTphasedetectio

8、nhardwaremodulewhichUSeSTM$320LF2407asthecomputecore．Ontakingtheenvironmentalimpactofthepossibleerrorintoaccount．thesystemusestemperaturecompensa