超声波测距原理
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超声波测距原理将是下述内容的主要介绍对象,通过这篇文章,小编希望大家可以对超声波测距的相关情况以及信息有所认识和了解,详细内容如下。
一、超声波测距原理
超声波是一种波长极短的机械波,在空气中波长一般短于2cm(厘米)。它必须依靠介质进行传播,无法存在于真空(如太空)中。它在水中传播距离比空气中远,但因其波长短,在空气中则极易损耗,容易散射,不如可听声和次声波传得远,不过波长短更易于获得各向异性的声能,可用于清洗、碎石、杀菌消毒等。在医学、工业上有很多的应用。
超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见,超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为:L=C×T
式中L为测量的距离长度;C为超声波在空气中的传播速度;T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量,虽然目前的测距量程上能达到百米,但测量的精度往往只能达到厘米数量级。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点,是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度,但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。
二、超声波测距仪与激光测距仪的区别
通过上面的介绍,想必大家对超声波测距的原理已经具备了清晰的认识。那么,在这部分我们主要来介绍一下超声波测距仪与激光测距仪的区别。
超声波测距仪由超声波发生电路、超声波接收放大电路、计数和显示电路组成。
激光测距仪,是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离。
超声波测距仪与激光测距仪的区别:
1、精度上,超声波测距仪的测量精度是厘米级的,激光测距仪的测量精度是毫米级的;
2、测量范围上,超声波测距仪的测量范围通常在80米以内,而手持式激光测距仪的测量范围最高可到200米,激光测距望远镜的测量范围可到几百几千米,甚至更远(激光测距望远镜的测量精度通常为1米或几十厘米)。
3、超声波测距仪容易报错,由于超声波测距仪是声波发射,具有声波的扇形发射特性,所以当声波经过之处障碍物较多时,反射回来的声波较多,干扰较多,易报错,而激光测距仪是极小的一束激光发射出去再回来,所以只要光束能通过的,几乎无干扰。
4、超声波测距仪的价格从几十元到几百元,激光测距仪的价格从几百元到几千、几万元,根据精度及距离的不同而有很大的差别。
以上便是小编此次想要和大家共同分享的有关超声波测距的内容,如果你对本文内容感到满意,不妨持续关注我们网站哟。最后,十分感谢大家的阅读,have a nice day!