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《超聲波測距系統(tǒng)設計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、現(xiàn)代檢測技術(shù)設計報告課題名稱：超聲波實時測距系統(tǒng)設計專業(yè)：班級：組員：指導教師：18摘要大三的第二學期我們學習了現(xiàn)代檢測技術(shù)這門課，在徐老師的指導下我們對各種傳感器技術(shù)的原理方法和應用以及新型的檢測技術(shù)有了一定程度的了解和學習，并對其中位移檢測技術(shù)做了進一步的學習研究。位移表示物體（或質(zhì)點）在一定的方向位置移動，物體（或質(zhì)點）做直線運動時的位移稱為線位移，做旋轉(zhuǎn)時的位移稱為角位移。位移是機械量中最基本的參數(shù)，力、壓力、速度、加速度、振動等許多物理量的測量方法都是以位移測量為基礎的，因此位移的檢測在工程中尤為重要。傳統(tǒng)測位移方法包括應變式傳感器測位移，光
2、電式傳感器測位移，霍爾傳感器測位移，電容式傳感器測位移，光位移傳感器測微儀，激光傳感器測距，超聲波傳感器測位移等等。我們小組在明確學習方向后，對中長距離的測距方法包括激光測距、雷達測距以及超聲波測距進行了系統(tǒng)研究和比對，并從中選取了超聲波傳感器，作為實驗對象，經(jīng)過對其原理、特點應用深化了解后，我們利用51單片機進行功能設計，完成了對其測距顯示的功能，并完成無線上位機實時接收顯示數(shù)據(jù)。從中對于傳感器知識有了更詳實真切的體會，也對于檢測技術(shù)這門課程有了一個系統(tǒng)的認識。18目錄摘要1一、概述31.1設計目的31.2長距離測距方法比對及選擇31.3本文結(jié)構(gòu)3二
3、、?超聲波傳感器系統(tǒng)學習42.1超聲波傳感器原理42.2超聲波傳感器常用電路52.3超聲波傳感器應用6三、超聲波測距系統(tǒng)設計73.1系統(tǒng)整體說明73.2本組選用超聲波測距模塊73.3選用單片機103.4無線模塊103.5LED燈提示設置113.6與微機連接以及上位機11四、部分源程序124.1超聲波測距部分程序124.2uart初始化13五、硬件部分14六、實驗結(jié)果156.1現(xiàn)將數(shù)據(jù)監(jiān)控界面展示如下：156.2實驗數(shù)據(jù)16七、總結(jié)177.1軟硬件方面實驗收獲177.2現(xiàn)代檢測技術(shù)認識177.3團隊分工及課改認識1718一、概述1.1設計目的1、通過查找
4、資料、實驗或仿真，了解并充分認識現(xiàn)代檢測技術(shù)的各個環(huán)節(jié)；2、通過理論結(jié)合實踐，使學生接受工程師的基本技能訓練；3、開發(fā)和提高學生從事科學研究的能力。1.2長距離測距方法比對及選擇在現(xiàn)代檢測技術(shù)課上，老師為我們詳細地講解了在長距離測量方面的幾種常見方法，在此基礎上我們查閱資料，又做了進一步研究，現(xiàn)將幾種方法歸納如下，并從中進行了一個篩選，找到一個便于實際動手操作同時能對于檢測技術(shù)這門課能有系統(tǒng)深切認識的傳感器進行系統(tǒng)研究。激光測距儀一般采用兩種方式來測量距離：脈沖法和相位法。脈沖法測距的過程是這樣的：測距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距儀接收，
5、測距儀同時記錄激光往返的時間。光速和往返時間的乘積的一半，就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/-1米左右。另外，此類測距儀的測量盲區(qū)一般是15米左右。而雷達測量距離實際是測量發(fā)射脈沖與回波脈沖之間的時間差，因電磁波以光速傳播，據(jù)此就能換算成目標的精確距離。超聲波是一種頻率比較高的聲音,指向性強.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(fā)射后遇到障礙物反射回來的時間，根據(jù)發(fā)射和接收的時間差計算出發(fā)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。通過對上面幾種方法的綜合對比，我們選
6、擇了超聲波測距的方法展開研究，因為其測距速度相對較慢，便于單片機的處理，同時通過對于它的學習，我們對于整個測距系統(tǒng)的構(gòu)建也能有一個很好的認識。1.3本文結(jié)構(gòu)18本文首先對于長距離測距方法做了系統(tǒng)比對研究，然后此基礎上，我們選擇了超聲波傳感器，完成其原理、電路及應用分析，接著我們分析了所設計的超聲波實時測距系統(tǒng)各大模塊以及硬軟件介紹，我們作了比較準確的數(shù)據(jù)比對，最后是我們的總結(jié)，包括設計過程中的體會，對于檢測技術(shù)課程的認識，以及存在的不足。二、?超聲波傳感器系統(tǒng)學習2.1超聲波傳感器原理人們能聽到聲音是由于物體振動產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范
7、圍內(nèi)，超過20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上同的電路，制成各種超聲測量儀器及裝置，并在通迅，醫(yī)療
8、家電等各方面得到廣泛應用。超聲波傳感器是利用超聲波的特性，實現(xiàn)檢測的測量元件，也屬于壓電傳感器
