超聲波測距防近視儀背景怎麼寫

A. 超聲波測距儀的基本原理是什麼

由於超聲波也是一種聲波，其聲速v與溫度有關。在使用時，如果傳播介質溫度變化不大，則可近似認為超聲波速度在傳播的過程中是基本不變的。

如果對測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法對測量結果加以數值校正。聲速確定後，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。

B. 小學生科技創新成果超聲波測距儀研究目的

在於鍛煉自己的綜合能力。小學生科技創新成果超聲波測距儀研究目的在於鍛煉自己的綜合能力。超聲波測距是一種利用聲波特性、電子計數、光電開關相結合來實現非接觸式距離測量的方法。

C. 超聲波測距儀電路圖及各部分的原理

超聲波在塑料加工中的應用原理:塑料加工中所用的超聲波,現有的幾種工作頻率有15KHZ,18KHZ,20KHZ,40KHZ.其原理是...2,超聲波焊機的組成部分和原理超聲波焊接機主要由如下幾個部分組成:發生器,氣動部分,程序控制部分,換能器部分等.

超聲波測距是通過不斷檢測超聲波發射後遇到障礙物所反射的回波，從而測出發射和接收回波的時間差t,然後求出距S=Ct/2，式中的C為超聲波波速。由於超聲波也是一種聲波，其聲速C與溫度有關，表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。如果測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法加以校正。聲速確定後，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。這就是超聲波測距儀的機理。其系統框圖如圖1所示。

D. 超聲波測距儀的發展歷程

隨著科學技術的快速發展，超聲波將在感測器中的應用越來越廣。在人類文明的歷次產業革命中，感測技術一直扮演著先行官的重要角色，它是貫穿各個技術和應用領域的關鍵技術，在人們可以想像的所有領域中，它幾乎無所不在[M]。感測器是世界各國發展最快的產業之一，在各國有關研究、生產、應用部門的共同努力下，感測器技術得到了飛速的發展和進步。但就目前技術水平來說，人們可以具體利用的感測技術還十分有限，因此，這是一個正在蓬勃發展而又有無限前景的技術及產業領域。
超聲波測距與其它非接觸式的檢測方式方法相比，如電磁的或光學的方法它不受光線，被測對象顏色，電磁干擾等影響。超聲波對於被測物體處於黑暗，有灰塵，煙霧，電磁干擾，有毒等惡劣的環境有一定的適應能力。因此在液位測量，機械手控制，車輛自動導航，物體識別等方面有廣泛應用。特別是應用於空氣測距，由於空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結構信息很容易檢測出來，具有很高的分辯力，因而其准確度也較其它方法高，而且超聲波感測器具有結構簡單，體積小，信號處理可靠等特點。
超聲波是一種指向性強，能量消耗慢的波。它在介質中傳播的距離較遠。因而超聲波經常用於距離的測量，可解決超長度的測量。
超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸的基本物理特性，反射，折射，干涉，衍射，散射。與物理緊密聯系，應用靈活。並且更適合與高溫，高粉塵，高濕度和高強電磁干擾等惡劣環境下工作。
超聲波可用於非接觸測量，具有不受光、電磁波以及粉塵等外界因素的干擾的優點，是利用計算超聲波在被測物體和超聲波探頭之間的傳輸來測量距離的，對被測目標無損害。而且超聲波傳播速度在相當大范圍內與頻率無關[J]。超聲波的這些獨特優點越來越受到人們的重視。
在新的世紀里，面貌一新的感測器將發揮更大的作用課程設計目的是單片機原理與介面技術課程設計是在教學及實驗基礎上，對課程所學理論知識的深化和提高。通過單片機原理與介面技術的課程設計,使學生初步掌握設計的基本方法。 培養學生分析問題和解決問題的能力；培養學生應用計算機輔助設計和撰寫設計說明書的能力。

E. 求 一篇 關於超聲波測距 的英文文獻及翻譯！

原文
Ultrasonic distance meter

Document Type and Number:United States Patent 5442592
Abstract:An ultrasonic distance meter cancels out the effects of temperature and humidity variations by including a measuring unit and a reference unit. In each of the units, a repetitive series of pulses is generated, each having a repetition rate directly related to the respective distance between an electroacoustic transmitter and an electroacoustic receiver. The pulse trains are provided to respective counters, and the ratio of the counter outputs is utilized to determine the distance being measured.
Publication Date:08/15/1995
Primary Examiner:Lobo, Ian J.
一、BACKGROUND OF THE INVENTION
This invention relates to apparatus for the measurement of distance and, more particularly, to such apparatus which transmits ultrasonic waves between two points.
Precision machine tools must be calibrated. In the past, this has been accomplished utilizing mechanical devices such as calipers, micrometers, and the like. However, the use of such devices does not readily lend itself to automation techniques. It is known that the distance between two points can be determined by measuring the propagation time of a wave travelling between those two points. One such type of wave is an ultrasonic, or acoustic, wave. When an ultrasonic wave travels between two points, the distance between the two points can be measured by multiplying the transit time of the wave by the wave velocity in the medium separating the two points. It is therefore an object of the present invention to provide apparatus utilizing ultrasonic waves to accurately measure the distance between two points.
When the medium between the two points whose spacing is being measured is air, the sound velocity is dependent upon the temperature and humidity of the air. It is therefore a further object of the,present invention to provide apparatus of the type described which is independent of temperature and humidity variations.
二、SUMMARY OF THE INVENTION
The foregoing and additional objects are attained in accordance with the principles of this invention by providing distance measuring apparatus which includes a reference unit and a measuring unit. The reference and measuring units are the same and each includes an electroacoustic transmitter and an electroacoustic receiver. The spacing between the transmitter and the receiver of the reference unit is a fixed reference distance, whereas the spacing between the transmitter and receiver of the measuring unit is the distance to be measured. In each of the units, the transmitter and receiver are coupled by a feedback loop which causes the transmitter to generate an acoustic pulse which is received by the receiver and converted into an electrical pulse which is then fed back to the transmitter, so that a repetitive series of pulses results. The repetition rate of the pulses is inversely related to the distance between the transmitter and the receiver. In each of the units, the pulses are provided to a counter. Since the reference distance is known, the ratio of the counter outputs is utilized to determine the desired distance to be measured. Since both counts are identically influenced by temperature and humidity variations, by taking the ratio of the counts, the resultant measurement becomes insensitive to such variations.
三、BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
The foregoing will be more readily apparent upon reading the following description in conjunction with the drawing in which the single FIGURE schematically depicts apparatus constructed in accordance with the principles of this invention.
四、DETAILED DESCRIPTION
Referring now to the drawing, there is shown a measuring unit 10 and a reference unit 12, both coupled to a utilization means 14. The measuring unit 10 includes an electroacoustic transmitter 16 and an electroacoustic receiver 18. The transmitter 16 includes piezoelectric material 20 sandwiched between a pair of electrodes 22 and 24. Likewise, the receiver 18 includes piezoelectric material 26 sandwiched between a pair of electrodes 28 and 30. As is known, by applying an electric field across the electrodes 22 and 24, stress is inced in the piezoelectric material 20. If the field varies, such as by the application of an electrical pulse, an acoustic wave 32 is generated. As is further known, when an acoustic wave impinges upon the receiver 18, this inces stress in the piezoelectric material 26 which causes an electrical signal to be generated across the electrodes 28 and 30. Although piezoelectric transcers have been illustrated, other electroacoustic devices may be utilized, such as, for example, electrostatic, electret or electromagnetic types.
As shown, the electrodes 28 and 30 of the receiver 18 are coupled to the input of an amplifier 34, whose output is coupled to the input of a detector 36. The detector 36 is arranged to provide a signal to the pulse former 38 when the output from the amplifier 34 exceeds a predetermined level. The pulse former 38 then generates a trigger pulse which is provided to the pulse generator 40. In order to enhance the sensitivity of the system, the transcers 16 and 18 are resonantly excited. There is accordingly provided a continuous wave oscillator 42 which provides a continuous oscillating signal at a fixed frequency, preferably the resonant frequency of the transcers 16 and 18. This oscillating signal is provided to the molator 44. To effectively excite the transmitter 16, it is preferable to provide several cycles of the resonant frequency signal, rather than a single pulse or single cycle. Accordingly, the pulse generator 40 is arranged, in response to the application thereto of a trigger pulse, to provide a control pulse to the molator 44 having a time ration equal the time ration of a predetermined number of cycles of the oscillating signal from the oscillator 42. This control pulse causes the molator 44 to pass a "burst" of cycles to excite the transmitter 16.
When electric power is applied to the described circuitry, there is sufficient noise at the input to the amplifier 34 that its output triggers the pulse generator 40 to cause a burst of oscillating cycles to be provided across the electrodes 22 and 24 of the transmitter 16. The transmitter 16 accordingly generates an acoustic wave 32 which impinges upon the receiver 18. The receiver 18 then generates an electrical pulse which is applied to the input of the amplifier 34, which again causes triggering of the pulse generator 40. This cycle repeats itself so that a repetitive series of trigger pulses results at the output of the pulse former 38. This pulse train is applied to the counter 46, as well as to the pulse generator 40.
The transmitter 16 and the receiver 18 are spaced apart by the distance "D" which it is desired to measure. The propagation time "t" for an acoustic wave 32 travelling between the transmitter 16 and the receiver 18 is given by: t=D/V s
where V s is the velocity of sound in the air between the transmitter 16 and the receiver 18. The counter 46 measures the repetition rate of the trigger pulses, which is equal to 1/t. Therefore, the repetition rate is equal to V s /D. The velocity of sound in air is a function of the temperature and humidity of the air, as follows: ##EQU1## where T is the temperature, p is the partial pressure of the water vapor, H is the barometric pressure, Γ w and Γ a are the ratio of constant pressure specific heat to constant volume specific heat for water vapor and dry air, respectively. Thus, although the repetition rate of the trigger pulses is measured very accurately by the counter 46, the sound velocity is influenced by temperature and humidity so that the measured distance D cannot be determined accurately.
In accordance with the principles of this invention, a reference unit 12 is provided. The reference unit 12 is of the same construction as the measuring unit 10 and therefore includes an electroacoustic transmitter 50 which includes piezoelectric material 52 sandwiched between a pair of electrodes 54 and 56, and an electroacoustic receiver 58 which includes piezoelectric material 60 sandwiched between a pair of electrodes 62 and 64. Again, transcers other than the piezoelectric type can be utilized. The transmitter 50 and the receiver 58 are spaced apart a known and fixed reference distance "D R ". The electrodes 62 and 64 are coupled to the input of the amplifier 66, whose output is coupled to the input of the detector 68. The output of the detector 68 is coupled to the pulse former 70 which generates trigger pulses. The trigger pulses are applied to the pulse generator 72 which controls the molator 74 to pass bursts from the continuous wave oscillator 76 to the transmitter 50. The trigger pulses from the pulse former 70 are also applied to the counter 78.
Preferably, all of the transcers 16, 18, 50 and 58 have the same resonant frequency. Therefore, the oscillators 42 and 76 both operate at that frequency and the pulse generators 40 and 72 provide equal width output pulses.
In usage, the measuring unit 10 and the reference unit 12 are in close proximity so that the sound velocity in both of the units is the same. Although the repetition rates of the pulses in the measuring unit 10 and the reference unit 12 are each temperature and humidity dependent, it can be shown that the distance D to be measured is related to the reference distance D R as follows: i D=D R (1/t R )/(1/t) where t R is the propagation time over the distance D R in the reference unit 12. This relationship is independent of both temperature and humidity.
Thus, the outputs of the counters 46 and 78 are provided as inputs to the microprocessor 90 in the utilization means 14. The microprocessor 90 is appropriately programmed to provide an output which is proportional to the ratio of the outputs of the counters 46 and 78, which in turn are proportional to the repetition rates of the respective trigger pulse trains of the measuring unit 10 and the reference unit 12. As described, this ratio is independent of temperature and humidity and, since the reference distance D R is known, provides an accurate representation of the distance D. The utilization means 14 further includes a display 92 which is coupled to and controlled by the microprocessor 90 so that an operator can readily determine the distance D.
Experiments have shown that when the distance between the transmitting and receiving transcers is too small, reflections of the acoustic wave at the transcer surfaces has a not insignificant effect which degrades the measurement accuracy. Accordingly, it is preferred that each transcer pair be separated by at least a certain minimum distance, preferably about four inches.
Accordingly, there has been disclosed improved apparatus for the measurement of distance utilizing ultrasonic waves. While an illustrative embodiment of the present invention has been disclosed herein, it is understood that various modifications and adaptations to the disclosed embodiment will be apparent to those of ordinary skill in the art and it is intended that this invention be limited only by the scope of the appended claims.

譯文
超聲波測距儀

文件類型和數目：美國專利5442592
摘要：提出了一種超聲波測距儀來抵消的影響溫度和濕度的變化，包括測量單元和參考資料。在每一個單位，重復的一系列脈沖的產生，每有一個重復率，直接關繫到各自之間的距離，發射機和接收機。脈沖提供給各自的主機，和比例的反產出是利用確定的距離被衡量的。
出版日期： 1995年8月15日
主審查員：羅保.伊恩j.
一、背景發明
本發明涉及到儀器的測量距離，更特別是，這種儀器傳送超聲波兩點之間。
精密機床必須校準。在過去，這已經完成利用機械設備，如卡鉗，微米等。不過，使用這種裝置並不容易本身自動化技術。據了解，該兩點之間距離才能確定通過測量傳播時間的浪潮往返那些兩點。這樣一個類型的波是一種超聲波，或聲，海浪。當超聲波旅行兩點之間，距離兩個點之間可以衡量乘以過境的時間波由波速，在中期分開兩點。因此，這是一個對象本發明提供儀器利用超聲波准確測量兩點之間距離。
當中等兩個點之間的間距是被衡量的是空氣，聲速是取決於溫度和空氣相對濕度。因此，它是進一步對象的，現在的發明，提供儀器的類型所描述的是獨立於溫度和濕度的變化。
二、綜述發明
前述的和額外的對象是達到了根據這些原則的這項發明提供距離測量儀器，其中包括一個參考的單位和測量單位。參考和測量單位是相同的，每個包括一電發射機和接收機一電。間隔發射器和接收器的參考股是一個固定的參考距離，而間距之間的發射機和接收機的測量單位是距離來衡量。在每一個單位，發射機和接收機是再加上由一個反饋環路導致發射機產生的聲脈沖是由接收機和轉換成一個電脈沖這是然後反饋到發射機，使重復一系列脈沖的結果。重復率脈沖是成反比關系之間的距離發射器和接收器。在每一個單位，脈沖提供一個反。由於參考的距離是眾所周知，比例反產出是利用，以確定所期望的距離來衡量。由於這兩方面都是相同的影響，溫度和濕度的變化，採取的比例罪狀，由此產生的測量變得麻木等變化。
三、簡要說明圖紙
前述將更加明顯後，讀下列的說明，在與該繪圖並在其中單一數字schematically描繪儀器興建根據這些原則的這項發明。
四、詳細說明
談到現在的繪圖，有結果表明，測量單位和10個參考單位12個，均加上一個利用的手段14 。測量單位包括1 10電發射機16日和1電接收機18 。變送器16包括壓電材料20夾心階層之間的對電極的22日和24日。同樣，接收機18個，包括壓電材料26夾心階層之間的對電極的28日和30日。作為眾所周知，採用電場整個電極22日和24日，強調的是，誘導，在壓電材料20 。如果該欄位各有不同，如所申請的一個電脈沖，聲波是32所產生的。為進一步眾所周知，當聲波影響到接收器18 ，這誘導應力，在壓電材料26 ，導致一種電信號，以產生全國電極28日和30日。雖然壓電感測器已說明，其他電聲裝置，可利用，例如，靜電，駐極體或電磁類型。
如表所示，電極28日和30日的接收18歲以下的耦合的投入一34放大器，其輸出耦合輸入一個探測器36 。探測器36是安排提供一個信號，脈沖前38時，輸出放大器34已經超過預定的水平。脈沖前38 ，然後產生一個觸發脈沖，這是提供給脈沖發生器40 。在為了提高靈敏度，該系統，感測器16和18歲以下的共振興奮。有相應的提供了一個連續波振盪器42提供了一個連續振盪信號在一個固定的頻率，最好是共振頻率的感測器16和18 。這個振盪信號是提供給調制器44 。要有效地激發發射機16 ，可取的做法是提供幾個周期的共振頻率信號，而不是一個單脈沖或單周期。因此，脈沖發生器40是安排，在回應的應用存在的一個觸發脈沖，提供一個控制脈沖調制器44有一個時間的平等的時間，時間預定人數的周期振盪信號從振盪器42 。這個控制脈沖調制器的原因， 44個通過了「水管爆裂」的周期，以激發發射機16 。
當電力是適用於所描述的電路，有足夠的噪音在輸入到放大器34 ，其輸出觸發脈沖發生器40至造成了一片叫好聲，振盪周期，以提供整個電極22日和24日的發射器16 。變送器16因此產生聲波32條，其中影響到接收器18 。接收器18 ，然後產生一個電脈沖，這是適用於輸入放大器的34 ，這再次觸發原因的脈沖發生器40 。這個周期重演，使重復一系列的觸發脈沖結果的輸出脈沖前38 。這脈沖列車是應用到46個櫃位，以及向脈沖發生器40 。
變送器16日和接收18歲以下的間隔，除了由距離的「 D 」 ，它是理想的衡量。傳播時間的「 T 」為一聲波32往來變送器16日和接收18所給予的： = D的噸/視頻s
凡v s是聲速在空氣中之間的發射機16日和接收18 。櫃台46措施重復率觸發脈沖，這是平等的1 /湯匙因此，重復率是平等的一至中五的S /四該聲速空氣中是一個功能的溫度和濕度的空氣，內容如下： ＃ ＃ ＃ ＃ equ1其中T是溫度， P是局部的壓力，水汽， H是該氣壓， γ瓦特和γ一頃的比例不斷的壓力，具體的熱不斷貨量具體的熱水汽和乾燥的空氣，分別。因此，雖然重復率觸發脈沖測量非常准確地反46 ，聲速的影響，溫度和濕度，使測量的距離d無法確定準確。
根據這些原則的這項發明，參考單位提供的是12 。參考單位12是相同的建設為測量單位的10個，因此，包括一電發射機50個，其中包括壓電材料52夾心之間的一對電極的54和56 ，和一電接收機58 ，其中包括壓電材料60夾心階層之間的一對電極60,61,62和64 。再次，感測器以外的其他類型壓電可以利用。變送器50和接收五十八頃間隔，除了已知的和固定的參考距離「博士」 。電極60,61,62和64耦合到輸入的放大器66 ，其輸出是耦合的投入探測器68 。輸出探測器68是耦合的脈搏，前70產生觸發脈沖。觸發脈沖應用到脈沖發生器的72個控制調制器74通過掃射從連續波振盪器76至變送器50 。觸發脈沖從脈沖前70也適用於反78 。
最好是，所有的感測器16 ， 18 ， 50和58具有相同的共振頻率。因此，振盪器42和76都在運作，頻率和脈沖發電機40和第72條提供平等的輸出脈沖寬度。
在用法上，測量裝置10和參考資料股一十二頃在接近，使該聲速在這兩個單位是相同的。雖然留級率的脈沖在測量單位， 10和參考資料股十二頃每個溫度和濕度的依賴性，能證明的距離D來衡量。
其中T R是傳播時間超過距離博士在參考股12 。這種關系是獨立於雙方的溫度和濕度。
因此，產出的櫃台46和78所提供的投入微處理器的90個利用的手段14 。微處理器90是適當的程序提供了一個輸出是成正比的比例，產出的櫃台46和78 ，這反過來又是成正比的重復率分別觸發脈沖列車的測量單位， 10和參考資料股12 。作為描述，這個比例是獨立的溫度和濕度，由於參考的距離，博士，是眾所周知的，提供了一個准確的代表性距離四，利用手段， 14日還包括一個顯示92這是耦合和控制的微處理器，使90一個經營者可以隨時確定的距離四
實驗表明，當之間的距離發射和接收感測器是太小了，思考的聲波在感測器的表面有一個不小的作用，降低了測量精度。因此，最好是每換一雙分開，至少由某一個最小距離，最好是約四英寸。
因此，已披露的改善儀器的測量距離，利用超聲波。而一個說明性的體現，本發明已披露者外，據了解，各種修改和適應所披露的體現，將是顯而易見的那些普通的技巧與藝術，這是打算把這個發明只限於由范圍所附的索賠。

F. 電視機防近視系統的製作

在電子防盜、人體探測器領域中，被動式熱釋電紅外探測器的應用非常廣泛，因其價格低廉、技術性能穩定而受到廣大用戶和專業人士的歡迎。

被動式熱釋電紅外探頭的工作原理及特性：

人體都有恆定的體溫，一般在37度，所以會發出特定波長10UM左右的紅外線，被動式紅外探頭就是靠探測人體發射的10UM左右的紅外線而進行工作的。人體發射的10UM左右的紅外線通過菲泥爾濾光片增強後聚集到紅外感應源上。紅外感應源通常採用熱釋電元件，這種元件在接收到人體紅外輻射溫度發生變化時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，後續電路經檢測處理後就能產生報警信號。

1)這種探頭是以探測人體輻射為目標的。所以熱釋電元件對波長為10UM左右的紅外輻射必須非常敏感。

2)為了僅僅對人體的紅外輻射敏感，在它的輻射照面通常覆蓋有特殊的菲泥爾濾光片，使環境的干擾受到明顯的控製作用。

3)被動紅外探頭，其感測器包含兩個互相串聯或並聯的熱釋電元。而且製成的兩個電極化方向正好相反，環境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的作用，使其產生釋電效應相互抵消，於是探測器無信號輸出。

4)一旦人侵入探測區域內，人體紅外輻射通過部分鏡面聚焦，並被熱釋電元接收，但是兩片熱釋電元接收到的熱量不同，熱釋電也不同，不能抵消，經信號處理而報警。

5)菲泥爾濾光片根據性能要求不同，具有不同的焦距（感應距離），從而產生不同的監控視場，視場越多，控制越嚴密。

被動式熱釋電紅外探頭的優缺點：

優點：

本身不發任何類型的輻射，器件功耗很小，隱蔽性好。價格低廉。

缺點：

◆容易受各種熱源、光源干擾

◆被動紅外穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收。

◆易受射頻輻射的干擾。

◆環境溫度和人體溫度接近時，探測和靈敏度明顯下降，有時造成短時失靈。

抗干擾性能：

1。防小動物干擾

探測器安裝在推薦地使用高度，對探測范圍內地面上地小動物，一般不產生報警。

2。抗電磁干擾

探測器的抗電磁波干擾性能符合GB10408中4.6.1要求，一般手機電磁干擾不會引起誤報。

3。抗燈光干擾

探測器在正常靈敏度的范圍內，受3米外H4鹵素燈透過玻璃照射，不產生報警。

紅外線熱釋電感測器的安裝要求：

紅外線熱釋電人體感測器只能安裝在室內，其誤報率與安裝的位置和方式有極大的關系.。正確的安裝應滿足下列條件：

1。紅外線熱釋電感測器應離地面2.0-2.2米。

2。紅外線熱釋電感測器遠離空調, 冰箱，火爐等空氣溫度變化敏感的地方。

3。紅外線熱釋電感測器探測范圍內不得隔屏、傢具、大型盆景或其他隔離物。

4。紅外線熱釋電感測器不要直對窗口，否則窗外的熱氣流擾動和人員走動會引起誤報，有條件的最好把窗簾拉上。紅外線熱釋電感測器也不要安裝在有強氣流活動的地方。

紅外線熱釋電感測器對人體的敏感程度還和人的運動方向關系很大。紅外線熱釋電感測器對於徑向移動反應最不敏感, 而對於橫切方向 (即與半徑垂直的方向)移動則最為敏感. 在現場選擇合適的安裝位置是避免紅外探頭誤報、求得最佳檢測靈敏度極為重要的一環。

G. 超聲波測距儀的工作原理

超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，所以經常用超聲波來測量距離，如測距儀和物體測量儀，超聲波測距儀裝置上有設置瞄點裝置，只要把儀器對准要測量的目標，就會出現一點在測距儀的顯示屏幕上，主要是通過聲速來測量的，肉眼看不見射出的線。
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。

H. 超聲波探測器的原理

超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。
超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，我們設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度 。

I. 超聲波測距儀的發展歷程

隨著機器人技術在其誕生後短短幾十年中的迅猛發展,它的應用范圍也逐步由工業生產走向人們的生活。如此廣泛的應用使得提高人們對機器人的了解顯得尤為重要。機器人通過其感知系統察覺前方障礙物距離和周圍環境來實現繞障、自動尋線、測距等功能。超聲波測距相對其他測距技術而言成本低廉,測量精度較高,不受環境的限制,應用方便，將它與紅外、灰度感測器等結合共同實現機器人尋線和繞障功能。超聲波由於指向性強、能量消耗緩慢且在介質中傳播的距離較遠，因而經常用於距離的測量。它主要應用於倒車雷達、測距儀、物位測量儀、移動機器人的研製、建築施工工地以及一些工業現場等，例如：距離、液位、井深、管道長度、流速等場合。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便，且計算簡單、易於做到實時控制，在測量精度方面也能達到工業實用的要求，因此得到了廣泛的應用。本課題的研究是非常有實用和有商業價值的。
由於超聲波指向性強，能量消耗緩慢，在介質中傳播的距離較遠，因而超聲波經常用於距離的測量，如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易於做到實時控制，並且在測量精度方面能達到工業實用的要求，因此在移動機器人的研製上
也得到了廣泛的應用。為了使移動機器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統，以使其及時獲取距障礙物的距離信息（距離和方向）。超聲波測距系統，就是為機器人了解其前方、左側和右側的環境而提供一個運動距離信息。
為了研究和利用超聲波，人們已經設計和製成了許多超聲波發生器。總體上講，超聲波發生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。

J. 超聲波測距儀的主要用途

超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量。
超聲波在氣體、液體及固體中以不同速度傳播，定向性好、能量集中、傳輸過程中衰減較小、反射能力較強。超聲波能以一定速度定向傳播、遇障礙物後形成反射，利用這一特性，通過測定超聲波往返所用時間就可計算出實際距離，從而實現無接觸測量物體距離。超聲波測距迅速、方便，且不受光線等因素影響，廣泛應用於水文液位測量、建築施工工地的測量、現場的位置監控、振動儀車輛倒車障礙物的檢測、移動機器入探測定位等領域。本文設計的數字式超聲波測距儀通過對超聲波往返時間內輸入到計數器特定頻率的時鍾脈沖進行計數，進而顯示對應的測量距離。