【正文】 中 ， ——是換能器 a,b 到被測物之間的距離。y12Z——換能器 a,b 之間的距離X——被測物到測量面的距離 超聲波傳播速度的影響穩(wěn)定準(zhǔn)確的聲波傳播速度是保證測量精度的必要條件，傳播介質(zhì)的溫度壓力及密度對聲速都有影響，對于在大氣中傳播的聲波而言，引起聲波變化的主要原因是溫度的變化。采用聲速預(yù)置和傳播介質(zhì)溫度測量結(jié)合的方法對聲速進(jìn)行修正，可有效的降低溫度變化產(chǎn)生的誤差。在對距離的精度要求不高的應(yīng)用中可以不進(jìn)行溫度補(bǔ)償，選擇室溫 20C 左右時(shí)的聲速 340 作為固定參數(shù)，當(dāng)溫度在10~40C 變化時(shí)聲速誤差在5%~5%之間變化。如果在室外測量，對于季節(jié)溫差大的地區(qū)，還可采用預(yù)置該地區(qū)12 個(gè)月的統(tǒng)計(jì)溫度，用意于溫度進(jìn)行補(bǔ)償，即可提高精度，又不增加成本。影響測量誤差的因素很多，包括現(xiàn)場環(huán)境干擾，時(shí)基脈沖頻率等。在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)系統(tǒng)測量精度要求，采用合理的補(bǔ)償手段。超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關(guān)系。 已知超聲波速度與溫度的關(guān)系如下： (53a) 2Dct? m/s (53b) 01/73CT?式中：D—傳感器與被測物之間的距離C—為在介質(zhì)中的傳播速率 T —絕對溫度，273K+T℃。 近似公式為：C=C0+ T℃?式中：C0 為零度時(shí)的聲波速度 332m/s； T 為實(shí)際溫度( ℃)。對于超聲波測距精度要求達(dá)到 1mm 時(shí)，就必須把超聲波傳播的環(huán)境溫度考慮進(jìn)去。例如當(dāng)溫度 0℃時(shí)超聲波速度是 332m/s, 30℃時(shí)是 350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為 18m/s。若超聲波在 30℃的環(huán)境下以 0℃的聲速測量 100m 距離所引起的測量誤差將達(dá)到 5m，測量 1m 誤差將達(dá)到 5mm。 時(shí)間誤差當(dāng)要求測距誤差小于 1mm 時(shí)，假設(shè)已知超聲波速度 C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差 s△t() ≈ 即 。在超聲波的傳播速度是準(zhǔn)確的前提下，測量距離的傳播時(shí)間差值精度只要在達(dá)到微秒級，就能保證測距誤差小于 1mm 的誤差。使用的 12MHz 晶體作時(shí)鐘基準(zhǔn)的 89C51 單片機(jī)定時(shí)器能方便的計(jì)數(shù)到 1μs 的精度，因此系統(tǒng)采用 89C51 定時(shí)器能保證時(shí)間誤差在1mm 的測量范圍內(nèi)。第 6 章 總結(jié)與展望 總結(jié)雖然用一個(gè)單獨(dú)計(jì)時(shí)器電路也可以測量超聲波的傳輸時(shí)間，但利用 AT89C51 單片機(jī)可以簡化設(shè)計(jì)，便于操作和直觀讀數(shù)。該設(shè)計(jì)經(jīng)過實(shí)際測試證明，可以滿足大多數(shù)場合的測距要求。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，這套系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)合理、抗干擾能力強(qiáng)、實(shí)時(shí)性良好，經(jīng)過系統(tǒng)擴(kuò)展和升級，可以有效地解決汽車倒車、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場的位置監(jiān)控但同時(shí)它也存在一定的問題，比如測量誤差，時(shí)間誤差，超聲波傳播速度誤差。但目前國內(nèi)的超聲波測距專用集成電路都是精確到厘米級的測量精度，所以在此次設(shè)計(jì)中可以忽略。通過這次設(shè)計(jì)，使我對三年多來所學(xué)的知識有了一個(gè)概括性的理解與融合。學(xué)以致用一直以來就是學(xué)習(xí)的主要目標(biāo)。這次機(jī)會對我來說就是學(xué)和用融合的機(jī)會。由于本人知識水平有限，再此次設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)漏洞，希望您能給予批評和指正。冷靜分析，不氣餒，不急躁，持之以恒。設(shè)計(jì)過程中要注意設(shè)計(jì)模塊化，便于設(shè)計(jì)，便于檢測。檢測要注意方法，合理的利用推測和驗(yàn)證結(jié)合的方式，確定錯(cuò)誤之處。硬件調(diào)試要靈活運(yùn)用示波器和信號發(fā)生器等一切可能用到的儀器。想要更好的理解知識，更好的運(yùn)用實(shí)踐的最好的方法即認(rèn)真思考然后多次嘗試。 展望 展望未來，超聲波傳感器作為一種新型的非常重要有用的工具在各方面都將有很大的發(fā)展空間，它將朝著更加高定位高精度的方向發(fā)展，以滿足日益發(fā)展的社會需求，如聲納的發(fā)展趨勢基本為：研制具有更高定位精度的被動測距聲納，以滿足水中武器實(shí)施全隱蔽攻擊的需要；繼續(xù)發(fā)展采用低頻線譜檢測的潛艇拖曳線列陣聲納，實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)程的被動探測和識別；研制更適合于淺海工作的潛艇聲納，特別是解決淺海水中目標(biāo)識別問題；大力降低潛艇自噪聲，改善潛艇聲納的工作環(huán)境。無庸置疑，未來的超聲波傳感器將與自動化智能化接軌，與其他的傳感器集成和融合，形成多傳感器。隨著傳感器的技術(shù)進(jìn)步，傳感器將從具有單純判斷功能發(fā)展到具有學(xué)習(xí)功能，最終發(fā)展到具有創(chuàng)造力。參考文獻(xiàn) [1] 單片機(jī)原理及應(yīng)用（第 2 版）[M].北京航天航空大學(xué)出版社. 2022，(1)[2] 單片機(jī)實(shí)用教程－基礎(chǔ)篇（第 1 版） [M].北京航天航空大學(xué)出版社. 2022，(2)[3] Reignier P。Fuzzy tehnique for mobile robot obstancleAvoidance[M]。Robotics and Autonomous Systems。1994[4] 陳大新,胡學(xué)同, FPGA 改進(jìn)超聲波測距模塊設(shè)計(jì) [J].傳感器技術(shù),2022,24(2): 57～59[5] 羅慶生,[J].計(jì)算機(jī)測量與控制, 2022,13(4):304～305[6] [J]. 江蘇電器 ,2022,5:1415[7] 阮成功,藍(lán)兆輝 ,陳碩. 基于單片機(jī)的超聲波測距系統(tǒng)[J].應(yīng)用科技,2022,31(7):22～24[8] 曾德懷,謝存禧,張鐵 , [J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù), 2022,23(5):613～616[9] 張鵬,張有志 .一種新型超生測距系統(tǒng) [J].山東: 山東大學(xué)學(xué)報(bào),2022,33(1)[10] [J]. 電子技術(shù) ,2022(6)：79[11] 姜道連,寧延一 ,袁世良 .用 AT89C51 設(shè)計(jì)超聲波測距儀 [J].國外電子元器件,2022，(12)[12] 楊自棟 簡易超聲波測距儀軟硬件設(shè)計(jì)[J] 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程， 2022，(4)[13] Johann Borenstein,Yoram Koren。Histogramic inmotion mapping for mobile robot obstacle avoidance[J]。IEEE Transactions on Robotics and Automation。2022致 謝經(jīng)過幾個(gè)月的忙碌和工作，該畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，在這段日子里我學(xué)到了很多知識。這是我大學(xué)生活的最后一站，也是我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)。由于我經(jīng)驗(yàn)匱乏，而且畢業(yè)設(shè)計(jì)需要很多方面的知識，我的知識儲備量有時(shí)也會出現(xiàn)虧空，但我沒有向困難低頭，通過不斷的自學(xué)查閱資料及請教老師來彌補(bǔ)空缺。通過這次的設(shè)計(jì)，使我受益非淺，為我走向社會打下了基礎(chǔ)。同時(shí)也進(jìn)一步培養(yǎng)了我的自學(xué)能力，給我一次很好的鍛煉自我的機(jī)會。在這段時(shí)間里，老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和熱忱的工作作風(fēng)令我十分欽佩，他的指導(dǎo)使我受益非淺。在此對王舵老師表示深深的感謝。在論文的撰寫過程中，他還給我提供了許多寶貴的思路和建議，結(jié)合他自己的工作體會和經(jīng)驗(yàn)，提出了很多寶貴的觀點(diǎn)，為設(shè)計(jì)和論文的完成給予了極大的幫助。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我深刻地認(rèn)識到學(xué)好專業(yè)知識的重要性，也理解了理論聯(lián)系實(shí)際的含義，并且檢驗(yàn)了大學(xué)四年的學(xué)習(xí)成果。雖然在這次設(shè)計(jì)中對于知識的運(yùn)用和銜接還不夠熟練。但是我將在以后的工作和學(xué)習(xí)中繼續(xù)努力、不斷完善。這三個(gè)月的設(shè)計(jì)是對過去所學(xué)知識的系統(tǒng)提高和擴(kuò)充的過程，為今后的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)，由于自身水平有限，設(shè)計(jì)中一定存在很多不足之處，敬請各位老師批評指