高精度超声波测距系统的设计

针对超声波测距系统补偿方案单一,不能在恶劣环境下实现超声波高精度测距的缺陷,文中设计了两种标准挡板,利用标准挡板方法实现高精度超声波测距.首先分别测量单位距离的传播时间和待测距离的传播的时间,然后根据两个时间的比值就能够得出准确距离.实验结果表明,文中设计的测距系统能够实现恶劣环境下的高精度测距.     

超声波测距系统设计

设计一种对行进中的汽车前方的障碍物进行实时测距的超声波测距系统,包括超声波测距原理,硬件设计,使系统能及时进行障碍物距离的显示及声光报警处理;重点突出利用数字传感器DS18B20对温度进行测量,利用声速与温度之间的校正公式对声速进行校正,提高了距离的测量准确度。     

AGV避障超声波测距仪研制

为了实现自动引导车(AGV)的避障行驶,制作了超声波测距仪.在介绍超声波测距原理基础上,首先基于超声波专用发生电路设计了超声波发送器和包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电力3大部分超声波接收器,然后设计了超声波测距仪软件.最后将CAN总线应用在测距单元,利用片内有CAN控制器的P87C591 8位高性能单片机,设计CAN节点,实现了测距单元之间的网络通讯控制.通过该系统,不仅可以精确地测量障碍物的距离,而且可以通过对CAN总线上标识符的设定知道距离的详细信息.     

大量程、高精度超声测距仪设计

针对现有超声测距系统测距距离短、精度不高的缺点,提出了一种利用积分电路进行距离增益补偿的方法,设计实现了以C8051F320单片机为控制器的超声测距仪.该系统采用超声收发一体化防水传感器,利用发射超声波与反射回波时间差来测量待测距离,并实时测量环境温度以修正超声波传播速度.实验表明:系统性能稳定,精度高、量程大,有广阔的应用前景.     

大型运输车超声波雷达防碰撞系统开发

大型运输车由于体积庞大,有较大的视野盲区,运行中常发生剐蹭事件。为了辅助驾驶员行驶及泊车,设计了一种超声波雷达防碰撞系统。采用STC89C52单片机作为系统的控制器,将6个超声波测距模块HC-SR04布置于车体的四周,通过超声波测距功能探测障碍物,帮助驾驶员准确定位,避免碰撞事故。为了提高测距精度,采用DS18B20数字化温度传感器测取环境温度,补偿超声波传播速度受温度变化的影响。采用液晶显示器显示测距,使用语音播报模块ISD1700播报实测距离,当距离小于设定的安全距离时,使用蜂鸣器提示驾驶员制动。实验证明集成的系统可测定3 cm～3. 7 m的距离参数,测距误差不超过1. 61%。     

基于FPGA的超声波测距系统

开发了一套基于FPGA的超声波测距系统,利用FPGA的工作特性,设计了流水线结构的互相关法测距模块,实现了超声波信号和传输时间的实时快速采集与处理.试验分析了不同测量距离和不同测量角度情况下的测距精度,并与普通峰值法测量结果对比,结果表明:随距离和角度的增大,测距误差增大,标准差增大;互相关法相比峰值法,检测精度更高,抗干扰能力更强.     

基于CAN总线的智能超声波测距系统

介绍一种以Microchip PIC16F877A微控制器、MCP2510独立CAN总线控制器和PCA82C250收发器为核心组成的CAN总线智能超声波测距系统及其硬件和软件的设计方法。在分析超声波测距误差原因的基础上,为了提高系统的测量精度,增加了超声波测距系统的温度校正模块。试验结果表明：该测量系统测量数据准确、精度高,数据传递效率和利用率高,能够满足分布式控制系统中相关距离测量和数据传输的要求。     

基于单片机的超声波测距仪设计开发

作为非接触式检测手段的重要技术，超声波测距已在传感器技术和自动化控制相结合的测距系统中发挥了关键的作用。为解决超声波测距测距精度和响应速度不理想、易受温度影响的问题，基于52单片机，采用软硬件并行研发的方式设计出一款多功能高精度超声波测距仪系统。系统由单片机模块、超声波模块、温湿度采集模块、液晶显示模块和声光报警模块等部分构成，使用C语言开发了液晶显示、超声波、温湿度检测和声光报警等模块子系统。利用STC89C52单片机驱动超声探头和温湿度传感器分别采集超声波往返时间和温湿度，并根据采集到的温度修正测距结果，提高了测距精度。所开发设备经温湿度检测功能、抗干扰能力、报警功能、测距及纠偏功能等试验，结果表明各功能满足设计需求，安全可靠、工作稳定，最远测量距离为500 cm，误差小于2 cm，满足短距离测距的要求。     

超声测距系统设计

设计了一种基于单片机的单脉冲反射式超声测距系统,该系统以空气中超声波的传播速度为确定务件,利用反射超声波测量待测距离;提出了系统的总体构成,设计了系统发射、接收、检测部分的电路,基于渡越时间法设计了测距软件;最后给出了实验结果及误差分析.     

矿用非接触式红外测温仪

为了满足煤矿井下测温需求,设计了一种基于红外技术的非接触式矿用温度测量仪.由于环境温度和距离对红外测温影响较大,系统采用DS18B20测温模块测量环境温度,超声波测距模块测量距离,通过数据分析得出环境温度和距离对红外测温的影响,并对测量结果进行修正.系统采用两级保护,温度超过第一级预设值发出报警信号,超过第二级预设值自动断电,以保证安全.同时,系统采用激光定位系统,方便测量和安装.     

基于单片机的超声波液位检测系统设计

为解决腐蚀性液体的液位测量中电极特别容易被电解腐蚀的问题,将超声波技术应用到工业生产液位或物料的检测中。以AT89S52单片机为核心,建立超声波测得距离和声速与传输时间之间的关系,提出通过硬件电路设计和软件编程实现对液位高度的检测的方法,进行了超声波测距在20 cm和80 cm两种距离的试验。由于超声波受温度的影响较大,采用温度传感器对温度进行测量,根据公式进行温度补偿,并设计了报警模块,当温度过高时进行报警。结果表明,超声波测距的相对误差分别为2.5%和1.25%,这样的精度能够满足实际需求,达到了预期目标。该系统具有测量准确、功耗低、使用寿命长等特点,可以满足一般的工业需要。     

A highly accurate ultrasonic ranging method based on onset extraction and phase shift detection

The opposite-type ultrasonic ranging application is widely used in spatial 3D coordinates measurement systems. The traditional phase shift (PS) estimation based on multi-frequency ultrasonic pulse is a highly accurate ranging method but has high requirement to the transducers and signal processing algorithm. This paper proposes a novel opposite-type ultrasonic ranging method with single frequency pulse. It can estimate the time of flight (TOF) roughly through extracting the signal’s onset based on self-correlation and correct the TOF accurately through detecting the phase shift between the transmission and reception signals. In order to reduce the noise disturbance to this algorithm, a new de-noising method based on wavelet decomposition is presented, and the de-noising effect is analyzed by MATLAB simulation. Finally, three separate ultrasonic ranging experiments were designed to validate the effects of wavelet de-noising, PS detection and temperature field compensation. The accuracy of distance measurement can achieve 0.5 mm for the distance up to 5000 mm.     

新型嵌入式超声波测距系统

为了增大超声波发射功率和准确接收回波信号,在分析超声波测距误差原因和考虑软、硬件成本的基础上,提出了一种以C8051F320微控制器、反激变换器和专用集成电路PW0268为核心器件的超声波测距系统及其硬件和软件的设计方法。系统中还集成了声速的温度补偿、串行输出和LCD显示等功能,能实时修正超声速度和显示测量值。实验结果表明,该超声波测距系统具有测量数据准确,线性度高、重复性好、迟滞小、成本低等优点,可广泛应用于工业中非接触测距场所。     

基于多普勒效应的汽车刹车预警系统研究

汽车安全技术是汽车工业研究领域的一个重要分支。为了赋予汽车智能控制和较高的安全性能。提出了一种利用超声波的多普勒效应来测定车距变化的方法,一种基于STC89C52RC的超声波测距系统的工作原理及其硬件组成和相应的软件流程。硬件系统由脉冲发射电路、接收电路、温度补偿电路和相应的控制电路组成。同时,为了提高超声波测距精度,采用多普勒效应对超声波的传播速度进行校正。实测证明,系统具有较高的测量精度和较强的适应性。     

石油钻杆长度超声测量系统

该文首次将超声波能量聚集应用到超声波测距中,并设计了多级超声波能量聚集罩,再配合温度补偿、系统误差拟合补偿等精度控制措施,使超声测距系统的测量误差不超过0．05％,满足了石油钻杆长度测量的精度要求;同时,该系统还具有存储、查询、求和及数据管理等相应功能。     

智能公路画线车超声测距定位系统的开发与研究

开发了用于公路画线车定位的超声波测距系统。系统由超声波测距模块、DSP、温度补偿模块、LCD和键盘等5部分构成,超声波测距模块采用超声专用芯片LMl812,以TMS320LF2407单片数字处理器控制超声波的发送和数据采集,通过回波时间计算并确定画线车相对参照物的距离及位置。通过试验确定超声测距系统的有效测量范围为60～700cm。超声探头的安装高度严重影响系统的测定结果,对于110cm高的护栏,超声探头的适宜安装高度为100～110cm。在100～700cm范围内,超声测距系统的相对测量误差小于5％,可以满足公路画线的要求。     

基于单片机的超声波简易定位系统的设计

针对于现场测试时传感器的位置需准确定位,设计了一种可用于现场测试时传感器位置监测的超声波定位系统。利用超声波传感器实现对待定位传感器的距离测量,采用温度传感器减小环境温度对超声波波速的影响,并结合三角形测量原理使待测传感器的三维坐标值在LED上显示。研究表明,研制的超声波简易定位系统可以单独用来测量距离,并辅助测试传感器测点定位。     

基于ATmega8的超声波测距仪研制

介绍一种以ATmega8单片机为控制核心的超声波测距仪。首先介绍超声波的测距原理,重点阐述了整个超声波测距仪的硬件电路以及软件的实现方法,由于温度对超声波波速的影响,增加了温度补偿电路来消除误差。对该系统进行的实验,验证了提出的方法的正确性和有效性,并能够达到较高的测量精度。