㈠ 減小超聲波測距誤差的方法
超聲波測距誤差分析和減小方法:
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2.907ms。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5mm。而LM92溫度感測器的溫度測試解析度為0.0625℃,-10℃至+85℃准確度為±1.0℃,I2C匯流排介面。用89C51的通用I/O埠能很容易的模擬I2C匯流排的讀寫時序,LM92的高精度溫度測量能很好的補償超聲波在不同溫度的傳播速度。
超聲波測距原理
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。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,設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。
㈡ 簡易超聲波蜂鳴器的製作方法
以下例子僅供參考:
1. 簡易超聲波發生器電路
作者:yangzh
超聲波發生器電路圖圖解。
,大牛勿噴哈.........
㈢ 超聲波換能器的參數怎麼測量
超聲波換能器,包括外殼(1)、匹配層即聲窗(2)、壓電陶瓷圓盤換能器(3)、背襯(4)、引出電纜(5),其特徵在於它還包括Cymbal陣列接收器,它由引出電纜(6)、8~16隻Cymbal換能器(7)、金屬圓環(8)、(9)和橡膠墊圈(10) 組成;Cymbal陣列接收器位於圓盤式壓電換能器3之上;壓電陶瓷圓盤換能器用作基本的超聲波換能器,由它發射和接收超聲波信號;Cymbal陣列接收器位於圓盤式壓電換能器之上,作為超聲波接收器,用於接收圓盤換能器頻帶之外的多普勒回波信號。
主要適用與超聲波塑料焊接機、超聲波金屬焊接機,超聲波清洗機,氣相機,三氯機等
㈣ 超聲波測距模塊使用
一、超聲波測距模塊的類型
四、超聲波測距的應用
超聲波測距,可應用於汽車倒車、建築施工工地以及一些工業現場的位置監控,也可用於如液位、井深、管道長度的測量等場合。
測量時與被測物體無直接接觸,能夠清晰穩定地顯示測量結果。
㈤ 關於超聲波的工作頻率和脈沖重復頻率
超聲波的工作頻率就是:你給換能器的頻率,比如2.5MHz的探頭,你就必須給它2.5MHz信號。脈沖重復頻率是:做檢測類的,大都是脈沖工作的。你發射一個脈沖,等待回波,接收回波,檢測完成。也就是你1秒鍾檢測幾次。比如2.5MHz的探頭,你是用來做測厚,你可以100mS檢測一次,1S鍾檢測10次,你的脈沖重復頻率就是10次。
如果往2.5MHz的探頭,加1Khz的脈沖。能發射出去微弱的信號,正常發射出去的信號也是1KHz的。
㈥ 示波器采樣率250MS/s,采樣速率100MSa/s是什麼意思
100M,就是100兆,S/s或Sa/s就是sample/second,每秒鍾的采樣數,也就是采樣率或采樣速率,Sa為sample的縮寫,為避免與S(秒)混淆,取了頭兩個字母。
采樣速率,表示為樣點數每秒(S/s),指數字示波器對信號采樣的頻率,類似於電影攝影機中的幀的概念,示波器的采樣速率越快,所顯示的波形的解析度和清晰度就越高,重要信息和事件丟失的概率就越小。
(6)超聲波250ms是什麼意思擴展閱讀:
示波器是一種用途十分廣泛的電子測量儀器,它能把肉眼看不見的電信號變換成看得見的圖象,便於人們研究各種電現象的變化過程,示波器利用狹窄的、由高速電子組成的電子束,打在塗有熒光物質的屏面上,就可產生細小的光點。
在被測信號的作用下,電子束就好像一支筆的筆尖,可以在屏面上描繪出被測信號的瞬時值的變化曲線。利用示波器能觀察各種不同信號幅度隨時間變化的波形曲線,還可以用它測試各種不同的電量,如電壓、電流、頻率、相位差、調幅度等等。
參考資料來源:網路-通用示波器