【正文】 Measurement and Compensation of Machines．Annals of the CIRP，1995：599609． [9] Army Kayla． Improving efficiency in existing chillers with optimization technology，ASHRAE Journal．[10] 邱平．略論我國(guó)非金屬超聲波檢測(cè)儀器的發(fā)展?fàn)顩r．工程質(zhì)量，1998 年 01期．[11] 超聲波探傷編寫(xiě)組編著．超聲波探傷．北京：電力工業(yè)出版社， 1980．[12] 王純正．超聲學(xué)．北京：人民衛(wèi)生出版社，1993．[13] 戴樹(shù)蓀．?dāng)?shù)字技術(shù)在雷達(dá)中的應(yīng)用．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1981．[14] Brown ．Waveshape Distortion in Log Receiver．Circuit Design Engineering. 1986．[15] 中國(guó)無(wú)損檢測(cè)學(xué)會(huì)編譯．超聲波探傷．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1987．[16] 謝自美 . (第二版)[M]. 武漢: 華中科技大學(xué)出版社，2022.[17] 康華光主編. 電子技術(shù)基礎(chǔ) 模擬部分(第四版)[M]. 北京: 高等教育出版社，1999.[18] 陳大欽等. 電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)(第二版)[M]. 北京: 北京高等教育出版社，2022.[19] 何希才編著. 傳感器及其應(yīng)用電路[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社， 2022.[20] .，F(xiàn)undaenals of ultrasonics ， 2nd end butterworths，London，1967附錄 1 系統(tǒng)原理圖附錄 2 pcb。(4) 可以很方便地實(shí)現(xiàn)多機(jī)制分布式控制。動(dòng)態(tài)顯示初始化位選 7 F H選通數(shù)碼管讀要顯示的數(shù)送位選碼到數(shù)碼管顯示完畢位選字右移一位修正地址指針?lè)祷豗N圖 45 顯示子程序流程圖 距離計(jì)算子程序首先得出距離的計(jì)算公式：d=(Ct)/2=172 T0/10000 cm,為了降低編寫(xiě)程序的難度，將上式簡(jiǎn)化為：d=17 T0/1000 cm，接著進(jìn)行兩字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)乘法程序，然后調(diào)用兩次四字節(jié)/兩字節(jié)無(wú)符號(hào)數(shù)除法程序， ，最后將計(jì)算所得的數(shù)轉(zhuǎn)換成 BCD碼以供顯示。由于采用的是 12MH z 的晶振，計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)數(shù)就是 1μs,當(dāng)主程序檢測(cè)到接收成功的標(biāo)志位后，將計(jì)數(shù)器 T0 中的數(shù)（即超聲波來(lái)回所用的時(shí)間）按下式計(jì)算，即可得被測(cè)物體與測(cè)距器之間的距離，設(shè)計(jì)時(shí)取 20℃時(shí)的聲速為 344m/s 則有d=s/2=(ct)/2=172T0/10 000 cm 其中 T0 為計(jì)數(shù)器 T0 的計(jì)數(shù)值。 超聲波測(cè)距器的算法設(shè)計(jì)圖示意了超聲波測(cè)距的原理，即超聲波發(fā)生器 T 在某一時(shí)刻發(fā)出一個(gè)超聲波信號(hào)，當(dāng)這個(gè)超聲波遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)，就被超聲波接收器 R 所接收到。比如適當(dāng)更改電容C11的大小，就可以改變接受電路的靈敏度和抗干擾能力。通過(guò)反饋將放大器設(shè)定于適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)，再由限制電平電路進(jìn)行自動(dòng)控制。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器了。顯示電路采用簡(jiǎn)單實(shí)用的 4 為 LED 共陽(yáng)數(shù)碼管，段碼用 74LS245 驅(qū)動(dòng)，位碼用 PNP 三極管 9012 驅(qū)動(dòng)。另外，從圖中 A 點(diǎn)以后，接收信號(hào)才比發(fā)射信號(hào)大，但還將與發(fā)射信號(hào)相迭加，難以分辨。根據(jù)阻塞區(qū)內(nèi)的缺陷回波高度對(duì)缺陷進(jìn)行定量評(píng)價(jià)會(huì)使結(jié)果偏低，有時(shí)甚至不能發(fā)現(xiàn)障礙物，這是需要注意的。 發(fā)射脈沖寬度發(fā)射脈沖寬度決定了測(cè)距儀的測(cè)量盲區(qū)，也影響測(cè)量精度，同時(shí)與信號(hào)的發(fā)射能量有關(guān)。（3） 從傳感器設(shè)計(jì)角度看，工作頻率越低，傳感器尺寸就越大，制造和安裝就越困難。圖 23 是電路中選用得發(fā)射傳感器的指向圖。曲線在 處曲線最尖銳，輸出0f電信號(hào)的幅度最大，即在 處接收靈敏度最高。圖 21 雙壓電晶片等效電路超聲波傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由壓電陶瓷晶片、錐形輻射喇叭、底座、引線、金屬殼及金屬網(wǎng)構(gòu)成，其中，壓電陶瓷晶片是傳感器的核心，錐形輻射喇叭使發(fā)射和接收超聲波能量集中，并使傳感器有一定的指向角，金屬殼可防止外界力量對(duì)壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。雙壓電晶片由A、B兩部分構(gòu)成。當(dāng)壓電晶片受發(fā)射電脈沖激勵(lì)后產(chǎn)生振動(dòng)，即可發(fā)射聲脈沖，是逆壓電效應(yīng)。壓電傳感器屬于超聲傳感器中電聲型的一種。由CCD(電荷耦合器件)攝像機(jī)接受反射光，采用圖像處理的方法檢測(cè)出激光點(diǎn)圖像，并根據(jù)位置坐標(biāo)及攝像機(jī)光學(xué)特點(diǎn)計(jì)算出激光反射角。溫度/℃ 20 10 0 10 20 30 100波速/m/s 319 325 323 338 344 349 386表 21 溫度與波速的關(guān)系表由于超聲波屬于聲波范圍，其波速 C 與溫度有關(guān)。過(guò)去那種全功能的儀器設(shè)置，還不如單獨(dú)的超聲儀，計(jì)算機(jī)可以充分發(fā)揮各自特點(diǎn)。從此，我國(guó)有了自己生產(chǎn)的超聲波儀器，為推廣應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。1976 年，國(guó)家建委科技公司主持召開(kāi)全國(guó)建筑工程檢測(cè)技術(shù)交流會(huì)后，國(guó)家建委將混凝土無(wú)損檢測(cè)技術(shù)列為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，組織全國(guó) 6 個(gè)單位協(xié)作攻關(guān)。超聲波檢測(cè)儀器的研制生產(chǎn)，也大致按此規(guī)律發(fā)展變化。例如:用超聲波探測(cè)海洋潛艇位置、魚(yú)群以及確定海底暗礁等障礙物形狀及位置。單片機(jī)屬于計(jì)算機(jī)的一個(gè)種類(lèi)。若將超聲波作為載波傳送某些信號(hào)，則可制成水中電話、水中遙測(cè)儀等，以進(jìn)行水中通信。超聲波具有方向性集中、振幅小、加速度大等特點(diǎn)，可產(chǎn)生較大力量，并且在不同的媒質(zhì)介面?zhèn)鞑?，超聲波的大部分能量?huì)反射。當(dāng)超聲波從固體傳播到液體(或反過(guò)來(lái)) 時(shí)，聲波因?yàn)閭鞑サ慕橘|(zhì)密度相近而幾乎全部折射；當(dāng)超聲波從氣體傳播到固體或液體時(shí)，由于兩種介質(zhì)密度相差懸殊，聲波幾乎全部被反射，超聲波測(cè)距儀充分利用了這一特性。超聲檢測(cè)技術(shù)是利用超聲波在媒質(zhì)中的傳播特性（聲速、衰減、反射、聲阻抗等）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)非聲學(xué)量（如密度、濃度、強(qiáng)度、彈性、硬度、粘度、溫度、流速、流量、液位、厚度、缺陷等）的測(cè)定。針對(duì)測(cè)距系統(tǒng)發(fā)射、接收、檢測(cè)、顯示部分的總體設(shè)計(jì)方案做了論證,給出了系統(tǒng)的硬件原理圖和軟件實(shí)現(xiàn)框圖。摘 要近二、三十年,特別是近十年來(lái)，由于電子技術(shù)及壓電陶瓷材料的發(fā)展，使超聲檢測(cè)技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。然后簡(jiǎn)要介紹了利用Atmega8單片機(jī)設(shè)計(jì)測(cè)距儀的原理:單片機(jī)發(fā)出的超聲波，通過(guò)換能器發(fā)射出去，遇到被測(cè)物體后反射回來(lái)，計(jì)算此超聲波從發(fā)射出到接受的時(shí)間差從而得出被測(cè)物體到測(cè)距儀的距離。超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性。（2） 反射特性　超聲波從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)時(shí),由于兩種介質(zhì)密度不同，在兩種介質(zhì)分界面,其傳播方向會(huì)發(fā)生改變,其中一部分折射入另一種介質(zhì)，另一部分被反射回來(lái)。超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦苑瓷?、折射、干涉、衍射、散射。?dāng)超聲波射到運(yùn)動(dòng)體時(shí)，利用多普勒效應(yīng)，可以測(cè)量流速流量，探測(cè)心臟血管搏動(dòng)等。 單片機(jī)簡(jiǎn)介隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已成為計(jì)算機(jī)技術(shù)中的一個(gè)獨(dú)特的分支，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，特別是在工業(yè)控制和儀器儀表智能化中扮演著極其重要的角色。目前，超聲波已應(yīng)用在民用及國(guó)防工業(yè)中。就此而言，本課題的研究是有一定實(shí)際意義的（2）超聲波檢測(cè)的發(fā)展我國(guó)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)是從無(wú)到有，從低級(jí)階段逐漸發(fā)展到應(yīng)用普及的現(xiàn)階段水平。至七十年代中期，因無(wú)損檢測(cè)技術(shù)仍處于試驗(yàn)階段，未推廣普及，所以儀器沒(méi)有多大發(fā)展，仍使用電子管式的 UCT2, CTS10 型儀器。同期研制出的超聲檢測(cè)儀器還有 SC2 型，CTS25 型，SYC2 型超聲波檢測(cè)儀。目前，計(jì)算機(jī)市場(chǎng)價(jià)格大幅度下降，采用非一體化超聲波檢測(cè)儀器，計(jì)算機(jī)可以發(fā)揮它一機(jī)多用的各種功能，實(shí)際上是最大的節(jié)約。為了增加所測(cè)量的覆蓋范圍、減小測(cè)量誤差，可采用多個(gè)超聲波換能器分別作為多路超聲波發(fā)射/接收的設(shè)計(jì)方法。（2） 激光測(cè)距法:激光測(cè)距法也可以利用回波法，或者利用激光測(cè)距儀，其工作原理如下:氦氖激光器固定在基線上，在基線的一端由反射鏡將激光點(diǎn)射向被測(cè)物體，反射鏡固定在電動(dòng)機(jī)軸上，電動(dòng)機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，使激光點(diǎn)穩(wěn)定地對(duì)被測(cè)目標(biāo)掃描。由于工作頻率與應(yīng)用目的不同，超聲傳感器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，并且名稱(chēng)也有不同，例如在超聲檢測(cè)和診斷中習(xí)慣上都把超聲傳感器稱(chēng)作探頭，而工業(yè)中采用的流體動(dòng)力型傳感器稱(chēng)為“哨” 或“笛” 。傳感器的主要組成部分是壓電晶片。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機(jī)械波作用，這將會(huì)使其產(chǎn)生機(jī)械變形，這種機(jī)械變形是與超聲機(jī)械波一致的，機(jī)械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機(jī)械波相同的電信號(hào)。利用這一特性可制成各種頻率的超聲傳感器。另外，超聲波接收傳感器的頻率特性與發(fā)射傳感