【正文】 誤判。(3) 由于反射物而引起的偶然誤差，這可能是測(cè)量中最大的誤差源。發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波并非直線傳播，而是呈喇叭狀擴(kuò)散傳播的。反射物表面不是很平整，而且也并不一定垂直于兩探頭的軸線，所以反射回來(lái)的波也許是從A點(diǎn)獲得，也許是從B點(diǎn)獲得，測(cè)得的結(jié)果必然不相同。試驗(yàn)四：在不同位置處測(cè)量距離，目的是檢測(cè)測(cè)距系統(tǒng)的盲區(qū)大小。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表7所示： 表7 試驗(yàn)數(shù)據(jù) 5由實(shí)驗(yàn)分析，本測(cè)距儀表的盲區(qū)約為12cm?！?m，仍有一些需改善的方面。 誤差分析本系統(tǒng)采用的單片機(jī)晶振頻率f=12MHz，單片機(jī)執(zhí)行一條指令需機(jī)器周期為12/12μs，即lμs，所發(fā)出的脈沖波信號(hào)分別12μs 高電平和12μs 的低電平，故實(shí)際脈沖串頻率為1000/24KHz ，與選用的超聲傳感器的頻率40KHz 有一定的差距，使得發(fā)射信號(hào)不足夠強(qiáng)，測(cè)距距離不太遠(yuǎn)。由于反射物而引起的偶然誤差，這可能是測(cè)量中最大的誤差源。發(fā)射探頭發(fā)出的超聲波并非直線傳播，而是呈喇叭狀擴(kuò)散傳播的。同時(shí)反射物表面不是很平整，而且也并不一定垂直于兩探頭的軸線，所以反射回來(lái)的波也許是從不同點(diǎn)獲得，測(cè)量的結(jié)果必然不相同。3．超聲波在傳播過(guò)程中空氣熱對(duì)流擾動(dòng)以及塵埃吸收的影響，接收回波的幅值隨傳播距離的增加成指數(shù)規(guī)律衰減，使得遠(yuǎn)距離回波難以檢測(cè)。同時(shí)其他誤差源，比如電阻電容的熱噪聲，電路延遲引起的渡越時(shí)間檢測(cè)誤差。改進(jìn)方法是和提高探頭功率。4．遠(yuǎn)距離測(cè)量時(shí)，回波信號(hào)微弱，混有大量的噪聲，對(duì)回波信號(hào)以及門限比較器輸出信號(hào)判定造成很大干擾，易產(chǎn)生誤判，使得測(cè)量結(jié)果出錯(cuò)。直達(dá)波的影響。有一部分聲波從發(fā)射探頭直接傳到接收探頭，這部分信號(hào)直接加到回波信號(hào)中，干擾回波信號(hào)的檢測(cè)。5．直達(dá)波的影響。有一部分聲波從發(fā)射探頭直接傳到接收探頭，這部分信號(hào)直接加到回波信號(hào)中，干擾回波信號(hào)的檢測(cè)。6．如果系統(tǒng)是用來(lái)測(cè)量面與點(diǎn)的距離，則被測(cè)物、傳感器及傳感器所在測(cè)量參考平面三者之間存在一個(gè)幾何角度，即反射波入射到換能器的角度，當(dāng)這個(gè)角度不是90℃，系統(tǒng)測(cè)量到的距離是障礙物與換能器之間的距離而不是和測(cè)量參考平面之間的距離，這就會(huì)造成測(cè)量誤差。當(dāng)障礙物的距離較小時(shí)，這個(gè)誤差就會(huì)成為近距離時(shí)的主要誤差來(lái)源。 系統(tǒng)改進(jìn)本系統(tǒng)中存在的誤差源很多是由系統(tǒng)誤差造成，為了改善系統(tǒng)，可以采用以下措施進(jìn)行修改：(1) 采用了國(guó)產(chǎn)的超聲波空氣傳感器作探頭，體積小，靈敏度高，安裝簡(jiǎn)單，使用方便，轉(zhuǎn)換效率也比較高。(2) 發(fā)射探頭的頻率信號(hào)來(lái)自單片機(jī)系統(tǒng)，準(zhǔn)確，穩(wěn)定，可靠，而且可以隨時(shí)通過(guò)軟件改變頻率，以驅(qū)動(dòng)相應(yīng)發(fā)射探頭。(3) 接收到的超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，通過(guò)兩級(jí)放大，放大過(guò)程中，噪音干擾得到抑制，防止誤動(dòng)作，提高了可靠性。(4) 將實(shí)驗(yàn)板制成印刷電路板，盡可能的減少干擾以及時(shí)延減少系統(tǒng)誤差(5) 對(duì)單片機(jī)程序進(jìn)行修改優(yōu)化，軟件方式減少誤差。(6) 使用溫度傳感器準(zhǔn)確測(cè)量出測(cè)距時(shí)的溫度，計(jì)算出當(dāng)時(shí)的聲速速度。當(dāng)然，并不是所有的誤差在本系統(tǒng)中得到了有效的改進(jìn)，比如說(shuō)當(dāng)汽車行駛速度較快時(shí)，也會(huì)使超聲波測(cè)距部分產(chǎn)生一些誤差等，這些誤差需要進(jìn)一步深入的討論確定其產(chǎn)生的深層原因，才能夠得以有效降低進(jìn)而根除。這些，都需要進(jìn)一步的深入探索。5 結(jié)論和總結(jié)實(shí)驗(yàn)證明，本系統(tǒng)能夠有效探測(cè)到前方障礙物（探測(cè)范圍為10m）內(nèi)，并檢測(cè)出到障礙物的距離（～6m）經(jīng)過(guò)溫度補(bǔ)償后線性度，穩(wěn)定性和重復(fù)性都比較好。（1） 本文設(shè)計(jì)了一種小盲區(qū)超聲波測(cè)距系統(tǒng)，主要是通過(guò)自增益可調(diào)電路，即通過(guò)自動(dòng)改變第二級(jí)放大電路的電阻值，隨著距離遠(yuǎn)近變化自動(dòng)調(diào)整放大倍數(shù)防止回波信號(hào)失真，從而減小了測(cè)量盲區(qū)，調(diào)整后的測(cè)量盲區(qū)已經(jīng)很大限度上減小為12cm。（2） 分析了影響超聲波測(cè)距儀表精度的原因，其中主要的有溫度對(duì)超聲波速度的影響，以及繞射波產(chǎn)生的盲區(qū)等，并且探討了解決方案。本文采用了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒▉?lái)減小溫度變化對(duì)儀表產(chǎn)生的影響，采用了自動(dòng)可調(diào)增益電路來(lái)減小盲區(qū)。（3） 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)了超聲波測(cè)距部分的測(cè)量盲區(qū)和測(cè)距范圍。在不同的溫度下在一固定處分別對(duì)有溫度補(bǔ)償?shù)某暅y(cè)距系統(tǒng)和無(wú)溫度補(bǔ)償?shù)某暅y(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行距離測(cè)量實(shí)驗(yàn)。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，通過(guò)溫度補(bǔ)償校正可以提高超聲測(cè)距儀的精度。（4） 實(shí)驗(yàn)證明，～6m，測(cè)量盲區(qū)約為12cm；對(duì)表面粗糙度不同的物體，測(cè)量時(shí)會(huì)有細(xì)微差距；線性度、穩(wěn)定性和重復(fù)性比較好。改進(jìn)及后續(xù)工作：通過(guò)對(duì)影響超聲波誤差因素的分析，得到溫度的變化是超聲波誤差來(lái)源的一個(gè)很重要的方面，在設(shè)計(jì)中采用了自動(dòng)可調(diào)增益電路和溫度補(bǔ)償校正的方法來(lái)減小系統(tǒng)的盲區(qū)并且使精度得到了適當(dāng)提高（通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明）。但是，由與本系統(tǒng)使用的環(huán)境無(wú)法預(yù)先預(yù)測(cè)，加上電路本身存在的量化誤差，系統(tǒng)的精度的提升還有很大空間，希望能夠通過(guò)后續(xù)的工作來(lái)完成。1． 由于探頭限制，在高溫、高壓等惡劣環(huán)境下，測(cè)量誤差大，可以根據(jù)實(shí)際情況更換更合適的探頭。測(cè)量距離與發(fā)射功率直接相關(guān)，由于探頭功率有限，只能在室內(nèi)小范圍測(cè)量。更換成大功率探頭，測(cè)距范圍將擴(kuò)大。另外可以考慮更換更低中心頻率的超聲傳感器，同時(shí)修改單片機(jī)程序，使得測(cè)試距離更遠(yuǎn)。2． 超聲波在傳播過(guò)程中首空氣熱對(duì)流擾動(dòng)以及塵埃吸收的影響，接收回波的幅值隨傳播距離的增加成指數(shù)規(guī)律衰減，使得遠(yuǎn)距離回波難以檢測(cè)。同時(shí)其他誤差源，比如電阻電容的熱噪聲，電路延遲引起的渡越時(shí)間檢測(cè)誤差。改進(jìn)方法是改善被測(cè)表面條件，和進(jìn)一步提高探頭功率。3． 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能不夠高，被測(cè)表面移動(dòng)速度很小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)跟蹤測(cè)量；移動(dòng)速度過(guò)大，誤差變大。因此需要新的方法，減少移動(dòng)速度對(duì)測(cè)量的影響。超聲測(cè)距技術(shù)是一門交叉科學(xué)，它設(shè)計(jì)到聲學(xué)、力學(xué)、材料科學(xué)等，每一門學(xué)科的新發(fā)現(xiàn)都會(huì)推動(dòng)超聲學(xué)的發(fā)展。新型換能器以及大功率驅(qū)動(dòng)電源等技術(shù)的發(fā)展必將使超聲的測(cè)距范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，超聲測(cè)距技術(shù)將廣泛應(yīng)用于機(jī)器人或無(wú)人小車的定位系統(tǒng)、交通工具安全預(yù)警等方面。參考文獻(xiàn)[1][J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)(學(xué)術(shù)版),2007,34(6):14[2]張樂(lè),任國(guó)華,[J].交通運(yùn)輸,2004, 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