超聲波測距是怎麼實現

A. 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。

B. 超聲波感測器測距原理

超聲波利用反射原理,
當發射信號發出,遇到物體,一部分信號返回,計算出往返時間/2,乘上波速就是距離

C. 超聲波感測器如何測距

超聲波感測器測距工作原理：超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號（通常是電信號）的感測器。超聲波是指頻率大於20 kHz的在彈性介質中產生的機械震盪波，其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點，因此常被用於非接觸測距。由於超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。，因此超聲波測距對環境有較好的適應能力，此外超聲波測量在實時、精度、價格也能得到很好的折中。
目前超聲波測距的方法有多種：如往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法。其原理是超聲波感測器發射一定頻率的超聲波，藉助空氣媒質傳播，到達測量目標或障礙物後反射回來，經反射後由超聲波接收器接收脈沖，其所經歷的時間即往返時間，往返時間與超聲波傳播的路程的遠近有關。

D. 超聲波雷達的測距原理

超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，發射點與障礙物表面之間的距離s可以根據計時器記錄的時間t進行計算。計算公式如下：
s=(t×340)/2

E. 超聲波測距的幾種方法原理

相位檢測法是通過測量返回波與發射波之間相差多少相位，判斷距離；聲波幅值檢測法是看回波的幅度大小，判斷距離；渡越時間檢測法是通過回波的返回時延判斷距離；
個人認為，相位檢測法最精確，但是測量距離也較短，電路復雜；幅度法最簡單最廉價，也最不精確；時間檢測法是居中的，也不太復雜，測量距離、精度也都不錯，所以應用比較廣泛。

F. 超聲波測距儀原理圖

超聲波測距原理是在超聲波發射裝置發出超聲波，它的根據是接收器接到超聲波時的時間差，與雷達測距原理相似。 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（秒），就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2）
超聲波指向性強，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）。本文所介紹的三方向（前、左、右）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。較為常用的是壓電式超聲波發生器。

G. 超聲波測距原理不懂

超聲波測距就是你發出去一個你定義好的波形，比如說是ababababab，你發出去後開始計時，他沿著超聲波發射器垂直發射，遇到一個障礙物，這個波就被反射回來了，當你的接收器收到這個波形，abababab，計算他們之間的時間差，在乘以聲波在該溫度下的速度，就是距離，不過這個是去回兩段的，再除以2 就是你與障礙物之間的距離了，要精準的話還要加一個溫度感測器，採集溫度，來對應該溫度的傳播速度。希望對你有幫助

H. 超聲波測距感測器的原理是什麼

1. 超聲波發生器

為了研究和利用超聲波，人們設計和製造了許多超聲波發生器。一般來說，超聲波發生器可以分為兩類:一類是電產生超聲波，另一類是機械產生超聲波。電方法有壓電、磁致伸縮、電等;機械方法有高爾通笛、水笛、氣笛。它們產生的超聲波的頻率、功率、聲波特性不同，所以它們的用途也不同。目前，比較常用的是壓電式超聲波發生器。

2. 壓電超聲發生器原理

壓電超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的共振來工作。超聲發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個諧振板。當脈沖信號作用於壓電晶片的兩極，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將產生共振，並驅動諧振板振動，產生超聲波。反之，如果兩電極之間不加電壓，當共振板接收到超聲波時，就會壓壓電片振動，將機械能轉化為電信號，從而成為超聲波接收器。

3.超聲波測距原理

超聲波發射器按一定方向發射超聲波，並與發射時間同時計時。超聲波在空氣中傳播，在途中遇到障礙物後立即返回。超聲波接收器接收到反射波後立即停止計時。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，可以計算出發射點到障礙物的距離s，即s=340t/2。這就是所謂的時差測距法。

超聲波測距的原理是使用空氣中超聲波的傳播速度是已知的,測量時間當聲波遇到障礙物後反射傳播,並計算實際距離的傳送點障礙基於發射和接收之間的時間差異。由此可見，超聲波測距原理與雷達測距原理是相同的。

測距公式表示為: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為發射到接收時間值的一半)。

超聲波測距主要用於倒車提醒、建築工地、工業工地等場所的距離測量。目前距離測量范圍雖然可以達到100米，但測量精度只能達到厘米量級。

超聲波具有定向發射容易、方向性好、強度易於控制、不與被測物體直接接觸等優點，是一種理想的液體高度測量方法。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但目前國內超聲波測距專用集成電路只有厘米級的測量精度。

I. 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。

J. 超聲波測距的原理

二、 超聲波測距原理
1、 超聲波發生器
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。
2、壓電式超聲波發生器原理
壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發生器內部結構如圖1所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將會發生共振，並帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。
3、超聲波測距原理
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。
超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：
式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5cm。