超聲波測(cè)距傳感器疑問

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1、超聲波測(cè)距傳感器SDM-IO本模塊最遠(yuǎn)測(cè)試距離是1500mm,測(cè)量周期10ms專為小車設(shè)計(jì)。１、本模塊性能穩(wěn)定，測(cè)度距離精確。能和國外的SRF05,SRF02等超聲波測(cè)距模塊相媲美。模塊高精度，首創(chuàng)無盲區(qū)（0cm開始測(cè)量）,穩(wěn)定的測(cè)距是此產(chǎn)品成功走向市場(chǎng)的有力保障。2主要技術(shù)參數(shù)：1）使用電壓：DC3.8-5.5V2）靜態(tài)電流：小于8mA3）輸出TTL電平4）感應(yīng)角度：不大于15度5）探測(cè)距離：0cm-1500mm6）高精度：可達(dá)3mm接線方式，VCC、trig（控制端）、echo（接收端）、GND?模

2、塊主要特點(diǎn):(1)超微型,只相當(dāng)于兩個(gè)發(fā)射,接收頭的面積,已經(jīng)沒法再小了.(2)無盲區(qū)(8mm內(nèi)成三角形誤差稍大).(3)反應(yīng)速度快,10ms的測(cè)量周期,不容易丟失高速目標(biāo)。(4)發(fā)射頭,接收頭緊靠,和被測(cè)目標(biāo)基本成直線關(guān)系(8mm內(nèi)還是大三角形,這個(gè)是發(fā)射,接收頭的物理形狀決定了).(5)模塊上有LED指示,方便觀察和測(cè)試!?1:超聲波測(cè)距原理超聲波是一種頻率比較高的聲音,指向性強(qiáng).超聲波測(cè)距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測(cè)量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)

3、算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。由此可見，超聲波測(cè)距原理與雷達(dá)原理是一樣的。測(cè)距的公式表示為：L=C×T式中L為測(cè)量的距離長(zhǎng)度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測(cè)量距離傳播的時(shí)間差(T為發(fā)射到接收時(shí)間數(shù)值的一半)。已知超聲波速度C=344m/s(20℃室溫)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(guān)系,近似公式為：C=C0+0.607×T℃式中：C0為零度時(shí)的聲波速度332m/s；T為實(shí)際溫度(℃)。對(duì)于超聲波測(cè)距精度要

4、求達(dá)到1mm時(shí)，就必須把超聲波傳播的環(huán)境溫度考慮進(jìn)去。2:超聲波模塊使用方法使TRIG=0,最少延遲10us的時(shí)間,然后TRIG=1,超聲波模塊此時(shí)開始啟動(dòng)一個(gè)測(cè)量周期,發(fā)射若干個(gè)40khz的聲波,然后啟動(dòng)10ms的定時(shí)器等待反射波,如果收到反射波,模塊的ECHO輸出一個(gè)寬度為150us的負(fù)脈沖,從TRIG=1到ECHO=0的時(shí)間即為從發(fā)射到收到發(fā)射波的時(shí)間.3:為什么距離最遠(yuǎn)只有1500mm?本傳感器專為智能小車等微型設(shè)備而設(shè)計(jì),適合小范圍,小空間,封閉空間的場(chǎng)合,大家知道,超聲波傳輸速度低,衰減時(shí)間

5、長(zhǎng),如果一味追求距離,就會(huì)導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),丟失目標(biāo),在室內(nèi)等封閉場(chǎng)合會(huì)形成多次發(fā)射震蕩,傳感器就無法正常工作了.下面從傳感器的反應(yīng)時(shí)間來分析距離的問題:超聲波空氣中速度每秒約340米,折算成毫秒,就是340mm/ms,探測(cè)距離為1500mm的話,探測(cè)到回波的距離就是3000mm,超聲波的傳輸時(shí)間是9ms,加上電路延遲,傳感器的能量延遲,再預(yù)留一些保護(hù)時(shí)間(讓上次超聲波能量消失),每次測(cè)量時(shí)間就是10ms.10ms的反應(yīng)速度對(duì)于智能小車來說是合適的,高速運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)丟失目標(biāo).現(xiàn)在市面有一種傳感器是5米,這個(gè)

6、5米是最大距離,探測(cè)目標(biāo)一般是墻面等大發(fā)射面,對(duì)于小目標(biāo)是不可能達(dá)到的,先不管這個(gè)小目標(biāo)到底是多少距離了,我們從傳感器的反應(yīng)時(shí)間來分析.這種傳感器的時(shí)序跟我們的不同,它是先收到反饋然后再從Echo的脈寬上反饋出來的,而不是從echo和trig的時(shí)差來反饋的,這樣傳感器的反應(yīng)時(shí)間又增加了一倍!這樣5米傳感器的反應(yīng)時(shí)間最少是(上面計(jì)算1米的最少時(shí)間是6ms):5*6*2=60ms!就算最快60ms的測(cè)量周期,對(duì)于智能小車能應(yīng)用已經(jīng)太遲鈍了!當(dāng)主控CPU探測(cè)到目標(biāo)時(shí),小車恐怕已經(jīng)撞上去了!4:你的超聲波發(fā)射和

7、接收頭靠的很近,為什么?大家看到的超聲波傳感器一般發(fā)射和接收頭分得比較開,是因?yàn)榭康脑浇l(fā)射頭的橫向波能量傳遞給接收頭的越高,導(dǎo)致盲區(qū)變得很大,甚至無法正常工作,讓發(fā)射頭和接收頭分開點(diǎn)是不得以而為之,這樣帶為的壞處是發(fā)射頭,接收頭和測(cè)量物體之間是三角形連接!很明顯距離越近,三角形的角度就越大,這樣就帶來誤差了.而本店傳感器的發(fā)射頭和接收頭是緊密挨在一起的,和探測(cè)目標(biāo)就是平行關(guān)系,而不是三角關(guān)系.5:你的超聲波模塊真的無盲區(qū)?千真萬確!商品圖片里帶有示波器的截圖,大家可以看到發(fā)射波和反射波的時(shí)間關(guān)系,反射

8、波只有一個(gè)!本超聲波傳感器獨(dú)創(chuàng)性的消除了橫向干擾波,最小測(cè)量距離從0開始.6:計(jì)算距離為什么要減去固定延遲?超聲波發(fā)射頭和接收頭的內(nèi)部晶體和外體有一個(gè)固定距離,電路也有固定延遲,總延遲時(shí)間為250us,當(dāng)減去這個(gè)250us延遲時(shí)程序要做一些容錯(cuò)判斷,因?yàn)榻嚯x(10mm內(nèi))誤差較大(距離在10mm范圍內(nèi),發(fā)射頭,接收頭,和目標(biāo)形成大三角形,測(cè)量誤差大),t2-t1非常接近250us時(shí)當(dāng)作0距離處理,當(dāng)t2-t1>250us時(shí)可線性處理.7: