超声波测距原理与介绍

什么是超声波测距由于超声波的指向性强，能量消耗慢并且在介质中传播很广，因此超声波通常用于测距，例如可以通过超声波来实现测距仪和物位测量仪。超声波检测通常快速，方便，计算简单，易于实现实时控制，并且在测量精度方面可以满足工业实际要求，因此它也已广泛用于移动机器人的开发中。
＆amp; nbsp;为了使移动机器人能够自动避开障碍物和行走，必须配备测距系统，以便它能够及时获取与障碍物的距离信息（距离和方向）。本文介绍的三向（前，左和右）超声波测距系统旨在为机器人提供移动距离信息，以了解机器人的前，左和右环境。
超声波测距的原理1，超声波发生器为了研究和使用超声波，人们设计并制造了许多超声波发生器。一般来说，超声波发生器可分为两类：一类是通过电气方式产生的超声波，另一类是通过机械方式产生的超声波。
电学方法包括压电，磁致伸缩和电学等。机械方法包括高尔顿长笛，液体哨声和空气哨声。
它们产生的超声波的频率，功率和声音特性不同，因此它们的用途也不同。当前，压电超声发生器是更普遍使用的。
2，压电超声波发生器的原理压电超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器的内部结构如图1所示。
它具有两个压电晶片和一个谐振板。当将脉冲信号施加到其频率等于压电晶片的固有振荡频率的两个极时，压电晶片将谐振并驱动谐振板振动以产生超声波。
相反，如果在两个电极之间没有施加电压，则当谐振板接收到超声波时，它将压迫压电芯片振动，并将机械能转换为电信号。然后，它成为一个超声波接收器。
3.超声波测距原理超声波发射器沿一定方向发射超声波，并在发射时间的同时开始计时。超声波在空气中传播，并且在途中遇到障碍物时会立即返回。
当接收到反射波时，超声波接收器立即停止。定时。
超声波在空气中的传播速度为340m / s。根据计时器记录的时间t，可以计算出发射点与障碍物之间的距离为s = 340t / 2。
这就是所谓的时差测距方法。超声波测距的原理是使用已知的超声波在空气中的传播速度，测量声波在发射后从障碍物反射回的时间，并根据时间差计算从发射点到障碍物的实际距离在发射和接收之间。
可以看出，超声波测距的原理与雷达的原理相同。距离测量的公式表示为：L ＝ C＆amp; TImes；和T其中L是测得的距离长度； C是超声波在空气中的传播速度； T是测得的距离传播的时间差（T是发射到接收的时间值的一半）。
超声波测距主要用于倒车提醒，建筑工地，工业场所等的测距。尽管目前的测距范围可以达到100米，但测量精度只能达到厘米级。
由于具有易于定向发射超声波，良好的方向性，易于控制强度并且不与被测物体直接接触的优点，因此它是用于液体高度测量的理想方法。在精确的液位测量中，有必要达到毫米级的测量精度，但是目前的家用超声波测距专用集成电路仅为厘米级的测量精度。
通过分析超声波测距误差的原因，将测量时间差缩短到微秒级，并使用LM92温度传感器补偿声波传播速度，我们设计的高精度超声波测距仪可以实现