基本信息
- 項目名稱：
- 超聲波測距
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品由核心控制器AT89c52、40KHz方波信號升壓電路、超聲波發(fā)射換能器、超聲波接收換能器、信號放大與整形電路、液晶顯示模塊、鍵盤控制電路、語音播報電路、測溫電路構(gòu)成。其作用是測量距離，測量范圍為0.11m-4m,測量精度在2cm以內(nèi)，系統(tǒng)工作穩(wěn)定。
- 詳細介紹：
- 采用的測量原理：超聲波發(fā)生器T在某一時刻發(fā)出一個超聲波信號，當這個超聲波遇到被測物體后反射回來，就被超聲波接收器R所接收到。這樣只要計算出從發(fā)出超聲波信號到接收到返回信號所用的時間，就可算出超聲波發(fā)生器與反射物體的距離。計算公式為距離S=速度V×信號往返時間T÷2。要想通過測量超聲波傳播的時間準確確定距離，聲速v必須準確選定。實際上聲速隨介質(zhì)，溫度，壓力等變化而變化。一般條件下，由于大氣壓力變化很小，因此傳播速度主要受溫度的影響。在我們的設(shè)計測距系統(tǒng)中采用測量溫度的方法補償聲速，即用測溫元件測量實際環(huán)境溫度修正聲速。空氣中的聲速與溫度的關(guān)系近似用下式表示：V=331.4+0.607T m/s T－℃
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的：短距離測量。 基本思路：超聲波是高于頻率20KHZ的聲波，具有方向性強和穿透能力強的特點，遇到障礙物可反射，可用于距離的測量， S（距離）=V（聲速）*T（時間） /2, 常溫下V取340米每秒，T可由單片機定時器得到。 創(chuàng)新點：溫度補償；語音播報； 技術(shù)關(guān)鍵：測量誤差的減小。 主要技術(shù)指標：測量距離精度。
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性先進性： 1、引入溫度補償，S（距離）=V（聲速）*T（時間） /2, 常溫下V取340米每秒，而溫度是影響速度的主要因素，如果沒有溫度補償，在溫度環(huán)境不同時，測量同一個距離，測得和數(shù)據(jù)也會有很大的誤差，引入溫度補償，則使得超聲波測距儀的穩(wěn)定性更強。 2、引入語音播報，這比單純的數(shù)字顯示更智能化。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- √實物、產(chǎn)品 √現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 使用說明：系統(tǒng)由四顆南孚的干電池來提供電源（6v），系統(tǒng)能測的范圍是0.10m到4.00m之間，如果不在此范圍時將會有蜂鳴器提示音提示，當接通電源時會有“歡迎使用超聲波倒車測距”的提示音，將發(fā)射接收頭對準被測的物體將可以測出距離（通過液晶顯示顯示出距離，測量精度為1cm，每隔三秒通過語音來讀出被測的距離）。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測: 無
同類課題研究水平概述
- 本作品的研究課題為：超聲波測距 國內(nèi)外該課題的研究水平概述 目前超聲波測距的現(xiàn)狀是：技術(shù)已經(jīng)相當成熟，市場上產(chǎn)品的精度基本都可達到1MM；同時穩(wěn)定度也相當高，適合大部分環(huán)境下使用；應(yīng)用領(lǐng)域包括：測距、避障、機器人定位、曲面仿真等。雖然如此，但也存在一些急待攻克的問題，主要包括：測量精度的級別有待提高，測量距離不夠遠，普遍只有10米之內(nèi)，最遠也只有幾十米；一些高精度或遠距離的產(chǎn)品的電路復(fù)雜，成本較高；依然存在一定距離的育盲區(qū)等等；這些問題限制了超聲波的應(yīng)用。針對上述存在的問題，國內(nèi)外的相關(guān)人員進行了努力的攻關(guān)。研究主要集中在以下幾個方面：超聲波回波處理、新型換能器研發(fā)、發(fā)射脈沖選取等等，下面簡單列出一些研究成果：超聲波回波處理方面，最小均方自適應(yīng)時延估計算法；一體化換能器；專用脈沖發(fā)生器；采用功率驅(qū)動芯片和升壓變壓器等，這些新的技術(shù)大大提高了超聲波測距的精度和距離。
