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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，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、現(xiàn)代檢測技術設計報告課題名稱：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)代檢測技術這門課，在徐老師的指導下我們對各種傳感器技術的原理方法和應用以及新型的檢測技術有了一定程度的了解和學習，并對其中位移檢測技術做了進一步的學習研究。位移表示物體（或質點）在一定的方向位置移動，物體（或質點）做直線運動時的位移稱為線位移，做旋轉時的位移稱為角位移。位移是機械量中最基本的參數，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。
2、傳統(tǒng)測位移方法包括應變式傳感器測位移，光電式傳感器測位移，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據。從中對于傳感器知識有了更詳實真切的體會，也對于檢測技術這門課程有了一個系統(tǒng)的認識。18目錄摘
3、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本文結構3二、?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、實驗結果156.1現(xiàn)將數據監(jiān)控界面展示如下：156.2實驗數據16七、總結17
4、7.1軟硬件方面實驗收獲177.2現(xiàn)代檢測技術認識177.3團隊分工及課改認識1718一、概述1.1設計目的1、通過查找資料、實驗或仿真，了解并充分認識現(xiàn)代檢測技術的各個環(huán)節(jié)；2、通過理論結合實踐，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這門課能有系統(tǒng)深切
5、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)射出的激光經被測量物體的反射后又被測距儀接收，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
6、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)的構建也能有一個很好的認識。1.3本文結構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
7、以及硬軟件介紹，我們作了比較準確的數據比對，最后是我們的總結，包括設計過程中的體會，對于檢測技術課程的認識，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生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內，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
8、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
