超声波测距综述

超声波传感器测距的意义：随着社会的发展和科技的进步，人们对于科学的探索领域已经大大的扩大和延伸了。其中对于距离的测量是很多领域研究过程中必不可少的一个实践步骤。而对于距离测量方面的问题，也早不是用尺子和一些大型测量工具就能解决的了的问题。受对距离的长度和精度的要求、测量的环境天气等非人为因素、人们对测量时间和消耗人力物力的要求等众多因素的影响，在距离的测量方面有产生了各种各样的测量仪器。于是，一种新的测距方法诞生了一一非接触测距。超声波可用于非接触测量，具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点，而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关。总之，由以上分析可看出：利用超声波测距，在许多方面有很多优势。超声波传感器测距的方法及原理：1、 方法：相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。2、 原理：(1)相位检测法：相位检测法是通过测量返回波与发射波间相差多少相位，判断距离；声波幅值检测法：是看回波的幅度大小，判断距离；渡越时间检测法：是通过回波的返回时延判断距离。目前超声波距离测量的现状a・相位检测法最精确，但是测量距离也较短，电路复杂;b.幅度法最简单最廉价，也最不精确；c.时间检测法是居中的，也不太复杂，测量距离、精度也都不错，所以应用比较广泛。IV・超声波距离测量原理和方法对比1相位法测距原理相位法超声测距是利用发射波和被目标反射的接收回波之间声波的相位差包含的距离信息来实现对被测目标距离的测量⑷。设在起始时刻今发射的超声波的强度为L二』|佥国为+气〃实际波为方波，这里为方便公式说明用正弦波举例接收时刻调制波的强度为乙二』戏inf电+3如+%),则接收与发射时刻的相位差为中二口如二趴/'项时间差为上二寿根据时间和相位的关系，待测距离D=4^7)可以转换为其中m为待测距离；。为超声波传播速度r空气中为33lm/s):X为超声波波长；N为相位传播延迟中的整周期数；△卬为相位延迟中不足一周期的相位差值。可以利用计数器测出一Y值,而△中则需应用相位比较器计算出。幅度法测距：幅度法超声波测距是利用发射波和被目标发射的接收回波之间声波的幅度差所包含的距离信息来实现对被测目标距离的测量。并根据一定的公式算出其距离。缺点是幅度法最简单最廉价，也最不精确。大多数不用其进行测量。时间检测法测距：事件检测法超声波测距是利用发射波和被目标发射的接收回波之间声波的返回时延差所包含的距离信息来实现对被测目标距离的测量。并根据一定的公式算出其距离。时间检测法不复杂，测量距离、精度都很好，所以得到广泛应用。结论总的来说，三种测距方法想比之下可以发现:相位检测法最精确，但是测量距离也较短，电路复杂；幅度法最简单最廉价，也最不精确；时间检测法是居中的，也不太复杂，测量距离、精度也都不错，所以应用比较广泛。因此日常生活中人们大多还是选择使用超声波传感器中的时间检测法来测量距离。这将为人们的生活带来许多的方便。相位法虽然精确，但是测量距离短，日常生活不常用，幅度法又太不精确，所以，时间检测法才是日常生活中常用的测距方法。参考文献:超声波测距试验张涌根超声波测距系统的开发与研究刘升平［1］王剑［2］葛红［1］［1］华南师范大学计算机学院,广州510631［2］华南理工大学自动化科学与工程学院，广州510641超声波测距原理及实践技术李茂山大量程超声波测距系统祝琴［1］王琪［1］刘浩［2］［1］空军第六飞行学院，河北保定072750［2］陆军航空兵学院，北京101123张琛，耿标中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116胡萍，《超声波测距仪的研制》，《计算机与现代化》2003年10期；陈杰、黄