超聲波測(cè)距原理

作者：蔣雅嫻時(shí)間：2015-02-03 來(lái)源：電子產(chǎn)品世界

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　　摘要：超聲波想必大家都很熟悉了，看到超聲波測(cè)距肯定會(huì)想到蝙蝠吧，蝙蝠就是利用超聲波飛行和捕捉食物。超聲波指向性強(qiáng)，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測(cè)量，如測(cè)距儀和物位測(cè)量?jī)x等都可以通過(guò)超聲波來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面小編給大家介紹一下超聲波測(cè)距原理。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/269387.htm

1.超聲波測(cè)距原理--簡(jiǎn)介

　　超聲波作為一種傳輸信息的媒體，由于其本身的直射性和反射性，以及不易受光照、電磁波等外界因素影響的特性，在探傷、測(cè)距、測(cè)速等多種領(lǐng)域越來(lái)越受到重視。超聲波是頻率高于20K赫茲的聲波，他的方向性好，穿透力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。

2.超聲波測(cè)距原理—分類

　　在超聲探測(cè)電路中，在發(fā)射端得到輸出脈沖為一系列方波，這一系列方波的寬度為發(fā)射超聲與接收超聲的時(shí)間間隔，顯然被測(cè)物距離越大，脈沖寬度越大，輸出脈沖的個(gè)數(shù)與被測(cè)距離成正比。超聲測(cè)距大致有以下方法：

　　(1)取輸出脈沖的平均值電壓，該電壓(電壓的幅值基本固定)與距離成正比，測(cè)量電壓即可測(cè)得距離;

　　(2)測(cè)量輸出脈沖的寬度，即發(fā)射超聲波與接收超聲波的時(shí)間間隔t。因此，被測(cè)距離為S=1/2vt。

3.超聲波測(cè)距原理

　　在分類中講到兩種測(cè)距方法，最為常用的是第二種方法，下面我們主要介紹一下第二種方法的具體工作原理。

　　如圖，通過(guò)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播時(shí)碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為V ,而根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差△t ,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離S ,即:

　　S = V·△t /2

　　這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法。由于超聲波也是一種聲波, 其聲速C與溫度有關(guān),表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí),如果溫度變化不大, 則可認(rèn)為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334 米/秒,但其傳播速度V 易受空氣中溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響,其中受溫度的影響較大，如溫度每升高1 ℃, 聲速增加約0. 6 米/ 秒。如果測(cè)距精度要求很高, 則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ?。已知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度T 時(shí), 超聲波傳播速度V 的計(jì)算公式為：

　　V = 331.45 + 0.607T