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超声波测距板学习板
时间:2017-07-17 | 点击: | 打印本页 | 收藏本文 |
 超声波测距学习板,可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。要求测量范围在0.27~4.00m,测量精度1cm,测量时与被测物体无直接接触,能够清晰稳定地显示测量结果。超声波测距原理
      超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号,其频率等于压电晶片的固有振荡频时,压电晶片将会发生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。反之,如果两电极间未外加电压,当共振板接收到超声波本时,将压迫压电晶片作振动,将机械能转换为电信号,就成为超声波接收器。在超声探测电路中,发射端得到输出脉冲为一系列方波,其宽度为发射超声的时间间隔,被测物距离越大,脉冲宽度越大,输出脉冲个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法:① 取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基本固定 )与距离成正比,测量电压即可测得距离;② 测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。本测量电路采用第二种方案。由于超声波 的声速 与温度有关,如果温度变化不大,则可认为声速基本不变 。如果测距精度要求很高,则应通 过温度补偿 的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。因为超声波在标准空气中的传播速度为331.45米/秒,由单片机负责计时,单片机使用12.0M晶振,所以此系统的测量精度理论上可以达到毫米级。
超声波学习板采用AT89C51或AT89S51单片机,晶振:12M,单片机用P1.0口输出超声波换能器所需的40K方波信号,利用外中断0口监测超声波接收电路输出的返回信号,显示电路采用简单的4位共阳LED数码管,断码用74LS245,位码用8550驱动.
  超声波测距的算法设计: 超声波在空气中传播速度为每秒钟340米(15℃时)。X2是声波返回的时刻,X1是声波发声的时刻,X2-X1得出的是一个时间差的绝对值,假定X2-X1=0.03S,则有340m×0.03S=10.2m。由于在这10.2m的时间里,超声波发出到遇到返射物返回的距离
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