超聲波測距的主要應(yīng)用領(lǐng)域
超聲波測距主要應(yīng)用于倒車提醒、建筑工地、工業(yè)現(xiàn)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(shù)量級。
由于超聲波易于定向發(fā)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(yōu)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(nèi)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(chǎn)生的原因,提高測量時間差到微秒級,以及用LM92溫度傳感器進行聲波傳播速度的補償后,我們設(shè)計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。
超聲波測距系統(tǒng)采用最現(xiàn)代化的信號處理技術(shù),高性能聲波傳感器的運用而獲得了可靠而精確的測量效果。在模擬信號輸出、開關(guān)信號輸出的同時,RS-232和RS-485接口允許用戶將超聲波測距系統(tǒng)連接到電腦上。
通過設(shè)備同步功能,幾臺超聲波測距系統(tǒng)可同時工作。這樣,我們就可以利用超聲波系統(tǒng)陣列測量出物體的形狀結(jié)構(gòu)了。
測量對象
幾乎所有可反射聲波的物質(zhì)都可以被測量,甚至包括吸收聲波的物質(zhì)(例如纖維棉或泡沫橡膠等)也可被檢測,只是最大檢測范圍會縮短。因為檢測結(jié)果不受對象形狀影響,因此,檢測對象可以是固體、液體甚至粉末。
最大檢測距離
最大檢測距離是由從被測對象身上返回的超聲波數(shù)量所決定,而反射波數(shù)量又由對象的尺寸、表面結(jié)構(gòu)和與超聲波波束角度決定。如果條件合適,即使很小的對象,例如直徑僅0.2mm的導(dǎo)線也可檢測到。然而,任何對象,如果測量條件與理想條件不同,都會影響最大測量距離和測量穩(wěn)定性。
超聲波發(fā)射角
超聲波發(fā)射角是指聲波在衰減達3dB的范圍,如測量目標很近,也可以忽略這一限制。如果要達到最大測量距離,被測對象應(yīng)位于發(fā)射角區(qū)域內(nèi)。
量程
量程由最大和最小測量距離決定,如果測量距離過短,則超聲波脈沖的轉(zhuǎn)換時間就不能準確測量。
測量頻率
僅當超聲波反射脈沖被接收到,并延遲一定時間后,一個新超聲波脈沖會發(fā)射,因而,測量距離長的超聲波測距系統(tǒng)測量頻率低,而測量距離短的超聲波測距系統(tǒng)測量頻率高。
最小測量距離、盲區(qū)
超聲波測距系統(tǒng)使用單換能器實現(xiàn)超聲波脈沖的發(fā)射和接收,因為換能器不可能同時執(zhí)行兩種操作,所以在超聲波測距系統(tǒng)前保留了一個區(qū)域,在此區(qū)域內(nèi)的對象將不能被檢測到。