超声波测距的主要应用领域
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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。通过分析超声波测距误差产生的原因,提高测量时间差到微秒级,以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后,我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。
超声波测距系统采用最现代化的信号处理技术,高性能声波传感器的运用而获得了可靠而精确的测量效果。在模拟信号输出、开关信号输出的同时,RS-232和RS-485接口允许用户将超声波测距系统连接到电脑上。
通过设备同步功能,几台超声波测距系统可同时工作。这样,我们就可以利用超声波系统阵列测量出物体的形状结构了。
测量对象
几乎所有可反射声波的物质都可以被测量,甚至包括吸收声波的物质(例如纤维棉或泡沫橡胶等)也可被检测,只是最大检测范围会缩短。因为检测结果不受对象形状影响,因此,检测对象可以是固体、液体甚至粉末。
最大检测距离
最大检测距离是由从被测对象身上返回的超声波数量所决定,而反射波数量又由对象的尺寸、表面结构和与超声波波束角度决定。如果条件合适,即使很小的对象,例如直径仅0.2mm的导线也可检测到。然而,任何对象,如果测量条件与理想条件不同,都会影响最大测量距离和测量稳定性。
超声波发射角
超声波发射角是指声波在衰减达3dB的范围,如测量目标很近,也可以忽略这一限制。如果要达到最大测量距离,被测对象应位于发射角区域内。
量程
量程由最大和最小测量距离决定,如果测量距离过短,则超声波脉冲的转换时间就不能准确测量。
测量频率
仅当超声波反射脉冲被接收到,并延迟一定时间后,一个新超声波脉冲会发射,因而,测量距离长的超声波测距系统测量频率低,而测量距离短的超声波测距系统测量频率高。
最小测量距离、盲区
超声波测距系统使用单换能器实现超声波脉冲的发射和接收,因为换能器不可能同时执行两种操作,所以在超声波测距系统前保留了一个区域,在此区域内的对象将不能被检测到。