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《便携式多功能超声波测距仪的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、电子测量技术第31卷第1期ELECTRONICMEASUREMENTTECHNOL(X妥Y2008年l月便携式多功能超声波测距仪的设计与实现林伟梁家宁李才安(武汉理工大学自动化学院武汉43070),、,。摘要:本文基于超声波测距原理利用温度湿度双补偿方法设计并实现了一种新型多功能测距仪通过此超声波,,,,,,、、测距仪的试验表明其具有精度高性能稳定功耗低体积小功能全等优点能够满足不同场合下测温测距测湿度的要求。、关键:;;词超声波测距温度湿度补偿多功能中图分类号:TPZ16文献标识码:ADesi
2、gnandrealizationforPortableandmultifunctionalultrasonictestsystemLinWeiLiangJianingLiCaian(Sclloutomatie,uanniversityoeenoogy,uan430070)olfAWhUfThlWhA加t邝ct:Thispaperusestewayoeompensati吃bothtemperatureaniditytoesignandreazeanovehfdhumdlilmutiunetiout
3、rasonietestsystembasedonultrasonietestPrineiPle.Theexperimentrthisultrasonietestsystemlfnallfosostateanerovetsuevrtuesasgherpreeson,steaeaaty,oerereost,saeruhwhitbpiddwihhihiiidpbililw因wmllblk,andfullfunetio几IteansatisfytherequestfromtemPeraturemeasu
4、rementdistaneeasurementandhumiditymemeasurementinrentsituatio几diffeKe0:utrasonietestsyst;tperatureandhutyeompensate;multifunetion卿油lememmidid的逆,,压电效应在交变电压作用下压电陶瓷纵向长度周0弓,言,产;期性地伸缩生机械振动而在空气中激发出超声波超尽管测距有多种方,、、、,法比如激光微波红外超声等声波的接受则是利用压电陶瓷的正压电效应是声压变化。,但是超声
5、测距不失为一种简单可行的方法近十年来国为电压的变化。外用于工业自动化和机器人的超声测距的各种研究开展,:超声测距的原理大多采用渡越时间法即,·的十分广泛国外已经形成产品的超声测距传感器及其系D=cr/2(l),,,统主要有美国的P()LARIDMASSA德国的SIMENS法式中:D为换能器;。为声波传播速与障碍物之间的距离O。,国的ROBOSFT等公司我国近年来也在超声测距导,。;7;度一丫硕可万牙为气体定压比热与定容比热之比R-,航方面开展了一些研究目前超声测距仪主要应用于工业.8314)·一
6、’·K一’,;T;,molR为普实气体常数为绝对温度测量和避障等但是超声波测距方法有一定的缺点如精度。产为气体的分子量;t为超声波发射到返回的时间间隔,,不高距离过短等在探测距离和精度上及功能的完善上超声波测:。距仪的工作原理通常为在单片机的控制都还有待提高本设计由于考虑了环境湿度对声速的影,,下超声波发射电路产生40z,、,kH脉冲经过放大后驱动发响在算法上通过环境的湿度温度值对声速做补偿同时。同时单片机内部计数器开始计数,超声波被反,,射端发射加入激光定位为超声波的发射与接收角度做定位达到,
7、提高测量精度的目的。射后再接收端转换为电信号经过滤波放大后送给检波,,,器一旦检波器收到了回波计数器就停止工作得到计数1多功能超声波测距仪的工作原理与模块电路值。然后单片机根据计数频率和温度湿度补偿电路测得,。1.1超声波测距仪的工作原理声速计算并得到待测距离1.2超声波测距仪的模块电路超声波的产生与接受通常由两只结构完全相同的超5。声压电换能器分别完成。超声波的产生是利用压电陶瓷超声波测距仪的设计通常分为个模块超声波发射接收模块,激光,,、发射模块人机交互模块测温湿度测第31卷电子测量技术,。
8、,量模块5个发射部分产生40kHZ脉冲信号_O引脚提单片机控制与显示模块组成模块协同工作由单片机的Pl共同完成检测任务。结构如图1所示。供,此脉冲控制开关晶体管来控制脉冲信号的发射。考虑到发,,超声波回波倍整比较射功率的问题为了能够使信号发射的足够远我们障接收放大压流电路采用了12V电源接入。在发射接收探头的选择上经过比一。较我们选择了T4O16超声波换能器单.液片‘、晶前置放大电路选用AD公司的专用高精度仪器三运放A20。A20是由超声波’整形及发射机显D6D63个精密运放集成的差分专用仪器碍
