一种高精度超声测距系统的设计

介绍了超声波测距的原理,分析了超声波测距产生误差的原因,设计一种高精度超声测距系统.提出通过确定回波前沿以计算渡越时间,实时测量环境温度修正超声波传播速度,以提高超声波测距精度的方法.在此基础上,设计了超声波测距系统的硬件和软件.实验结果验证了本系统具有精度高的优点.     

基于单片机的超声波测距系统研究

超声波测距是一种非常有效的非接触式测距方法 ,被广泛应用在各种需要测量距离或者物位参数的场合。本文较为系统的介绍了以STC12C5A60S2单片机为主控芯片的超声波测距系统,选择DYP-ME007超声波测距模块组成测距传感器,选择数字温度传感器DS18B20采集温度,并对系统软、硬件进行了设计。     

新型远距离超声测距系统设计

针对现有超声波测距系统测量距离不足的问题,提出一种新型的远距离超声波测距系统设计方案。该系统采用C8051F单片机作为主控制器,设计了超声波发射模块、时间增益控制模块、数据处理模块等。通过实验证明,利用互相关算法和程控增益电路提高了系统测距精度,通过引入新型超声波换能器和设计超声波发射电路提高了系统测量距离。     

高精度相位法超声测距系统研究

为了提高超声波测距仪的测量精度,介绍了利用超声波相位差进行测距的原理,提出了一种新颖的利用超声波相位差进行测距的技术。该技术采用单片机完成超声波的产生和发射,利用计数器和相位比较器得出测距结果,并通过实时测量环境温度修正超声波传播速度,提高了该超声波测距系统的精度。完成了该测距检测系统的硬件软件的设计,并进行了详细的理论和实验研究。实验结果表明:提出的设计方法精度高、重复性好、可靠性高,具有较好的应用前景。     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。     

超声波测距系统在移动机器人中的设计与应用

给出了基于单片机控制的超声波测距系统的软件和硬件设计。采用增加超声波测距电路的通道数的方法,提高了移动机器人在避障与导航方面的精度与可靠性。给出了12路超声波测距系统在移动机器人中的实际应用。     

基于AT89C52的超声波测距系统设计

随着科学技术的不断发展,超声波测距装置得到了越来越多领域的应用.在超声波测距系统的运用场合中,其测距系统具有不同的精度,系统的误差较大,且常常不能满足应用的需求.论述了基于AT89C52单片机的超声波测距技术,可以实现无接触的测距功能,提出采用模块化设计,综合分析实现超声波测距仪的各种功能.     

嵌入式Linux下多路超声波测距系统设计

本文描述了机器人避障过程中超声波测距的工作原理和设计方法。介绍了多路超声波测距系统的硬件设计及软件工作流程。分析了嵌入式Linux系统下超声波测距模块驱动程序的结构,并结合S3C44B0X uClinux系统的轮式移动机器人平台,实现了机器人在未知环境下的导航避障过程。     

超声波测距语音提示系统的研究

超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而经常被用于距离的测量。在研究了超声波测距的基本原理的基础上,设计了一套可语音提示的超声波测距系统。包括硬件电路的设计与搭建,以及软件的程序编写,经实物验证,该超声波测距系统硬件设计合理、抗干扰能力较强、语音播报正常、测量精度高。     

基于ARM的超声波测距系统设计

介绍了基于ARM处理器的超声波测距系统的组成,给出工作原理和程序设计方法。分析了嵌入式Linux系统下超声波测距模块驱动程序的结构。设计了发射,接收电路。本系统可用于需要测量距离参数的各种应用场合。     

基于包络拟合法的FPGA超声测距系统设计

针对普通超声测距系统精度低、速度慢的问题,提出了一种全硬件实现的FPGA超声测距系统。将最小二乘法的二次曲线拟合算法应用于超声回波包络拟合,完成回波信号的数字信号处理和距离的测量。采用硬件描述语言在Altera公司的EP2C70F896C6上实现,在4 m范围内测距误差小于±1 mm。该系统具有精度高、运算速度快的特点,并具备很强的功能扩展性,可扩展到超声探伤、超声成像等领域。     

高准确度超声波测距仪的研制

利用超声波传感器实现无接触式测距。系统由AT89C2051单片机、超声波发射电路、超声波接收放大电路、环境温度采集电路及显示电路组成。超声波测距仪具有高集成度、响应速度快,测量准确度高(±0.02m)、性能价格比高等特点。     

超声波测风系统中自适应时延估计算法的研究

在时差法超声波测风系统中,风速的测量精度受到时间延迟估计精度、两超声波传感器的距离精度等的影响。在后者一定的情况下,测风精度对时延估计精度提出了更高的要求。对此,采用了一种基于权值检测的最小均方误差(LMS)自适应时延估计算法,从而实现了高精度时延估计。计算机仿真与实际测试表明:该算法的估计精度满足了所研制的超声波测风系统的设计要求,能够用于机场区域低空风场情况的监测。     

高精度分体式超声波温度测量仪研究

传统的温度测量仪在较宽的测量范围内无法保证稳定的高精度测量,针对此种不足,设计了一种高精度分体式多声道超声波温度测量仪.该温度测量仪利用超声波测温技术,以被测物体作为传播媒介,在传播距离确定的条件下,通过测得超声波在介质中的传播时间间接测得介质的温度.分体式多声道的结构设计使温度测量准确有效,同时降低了传感器材质在耐高温、耐腐蚀方面的限制要求.基于FPGA的快速处理电路以及细分插补算法,使传播时间的测量分辨率优于纳秒级,确保实现分辨率优于0.001℃的高精度温度测量.     

用整零分测技术精确检测声传播时间

分析了传统声传播时间检测方法——直接时间差法和相位差法的特点，在此基础上提出了既有二者优点、又克服了二者缺点的声传播时间整零分测技术，实现了对声传播时间宽范围、高精度的检测，同时对基于该技术的声传播时间检测系统的硬件软件进行了设计；实际证明，利用该技术所设计的系统对声传播时间的检测精度可达到0．5ns，通过提高超声波频率和ADC位数，ps级的检测精度也可以达到。     

一种高精度超声波热量表的研制

热计量收费是供热供暖行业一个亟待解决的问题,超声波热量表提供了一种可行的技术手段。介绍了一种基于时差法的高精度超声波热量表设计方案。根据理论分析,把计算热量的两个关键参数:流量和温度的测量转换成对时间的测量。选用低功耗单片机作为微控制器,利用高精度时间测量芯片TDC-GP21完成对时间的测量,实现了数据的采集、计算、显示和传输功能。为保证测量精度,设计了超声波换能器性能检测装置,提出了一种换能器测试原理,并对换能器和热量表的测试结果进行了分析。测试结果表明该超声波热量表运行稳定可靠,具有良好的应用前景。     

基于时差法和TDC-GP2的超声波流量测量方法

时差法超声波流量计是通过测量超声波在流体中的顺逆流传播时间差值而计算出流量值的,故传播时间差值的高精度测量是流量测量系统的关键。为了提高时间测量的精度,文中选用了TDC-GP2高精度时间测量芯片。该文详细介绍了基于TDC-GP2芯片的时差法超声波流量测量原理以及相应硬件测量电路的具体实现方法。经实验验证,用本方法测量流量其测量精度和分辨率均较高,有望推广应用。     

时差法超声波流量计的高精度测量技术

应用时差测量原理设计的超声波流量计,计时精度直接影响着流量计的测量精度和测量范围。为此提出了一些提高时差法测量精度的方法和措施。应用表明,采用这些方法不但能提高测量精度而且能扩大测量口径范围。     

一种考虑起振延迟的低频超声波短距高精度测量校准方法

利用超声波进行距离测量有着成本低、测量精度高的特点,因而在非接触距离测量中有着广泛应用。然而超声波换能器在接收低频信号过程中需要完成一个较长时间的起振过程,在短距(10 cm)测量场合中起振延迟在超声波飞行时间测量中占比可达50%以上,严重影响了超声波真实飞行时间的测量精度。本文提出了考虑超声波换能器延迟误差的距离测量公式,结合最小二乘法对超声波飞行距离、换能器延迟时间、温度和器件距离等参数进行了精确校准。在实验中,采用24.5 K超声波脉冲,使用基于到达时间差TDOA(Time Difference of Arrival)的方法对所提出方法进行了验证。实验证明,该方法在保证精度不丢失的情况下,避免了在不同环境温度下的多次采样和校准,解决了最小二乘法在低频超声波短距测量中可能存在的参数校准困难,对于各类短距离测量应用有较好的精度提升效果。所提出的测量和校准方法算法简单、实施方便,可基本满足各类短距测量需求。