【正文】 。 調試過程是利用符合指標要求的各種電子測量儀器，對安裝好的電路或電子 14 裝置進行調整和測量，以保證電路或裝置正常工作。 實驗安裝 在實驗初期，把電路元件安裝在數字實驗箱上進行模擬實驗， 40kHz 超聲波發(fā)射電路是實驗最主要的一部分，只有調制出這個 40kHz超聲波才可以做后續(xù)實驗，超聲波的發(fā)射電路見圖 5： 圖 5 40Hz超聲波發(fā)射電路 在實驗的過程中，電阻 R5的大小影響輸出波 形的范圍：當 R5 為 47K?時，頻 12 率從 。 液體和氣體中的縱波速度 u=（β /p） 1/2 28 β —— 流體容量變彈性 p—— 流體或氣體的密度 β 的意義：在壓強 P，體積為 V→壓強 P+Δ P， V+Δ V， 那么 dP=β dV/V。 至此，本設計的各功能均是為駕駛員了解車后情況設置的，為了使車后的行人也同時知道汽車在倒車，及時躲避 . 基本概念理論基礎，設計計算的主要方法和內容 波動學 定義：如果一個質點眼固定直線通過平衡位置往復運動，其對平衡的位移 x隨時間 t的變化可以表示為正弦或余弦函數 x=Acos（ wt+a） 24 全振動 周而復始的一次循環(huán) t做一次全振動的時間間隔 因為 x=Acos（ ω t+a） =Acos[ω（ t+T） +a]=Acos（ω t+a+2π） 所以 ω 稱為振動的角頻率或圓頻率 f=1/T=2π /ω 25 A—— 最大位移 a—— 初相位 （振動方向相同） X1=Acos（ω 1t+a） X2=Acos（ω 2t+a） 26 那么合成振動為 :X =Acos（ω 1t+a） +Acos（ω 2t+a） =2Acos[（ω 2ω 1） t/2] cos[（ω 2+ω 1） t/2] 27 由上式可知：當ω 1與ω 2非常接近時，這時公式的第一項 表示一個變化緩慢的簡諧振動，兩者的合成表示一個高頻振動受一個低頻振動的調制，稱為拍。接收探頭接收到反射信號后即將此信號放大，然后送入施密特觸發(fā)器進行整形，使其成標準的觸發(fā)脈沖信號再送入另一雙穩(wěn)電路，此雙穩(wěn)電路在發(fā)射信號的同時被置位 .(同時打開了計數器的閘門，使時鐘振蕩器信號得以進入計數器，當接收到反射波信號后，此雙穩(wěn)電路復位，計數器閘門關閉，時鐘脈沖被禁止 輸入，鎖存器將進入計數器的脈沖個數鎖存，并經譯碼通過 LED顯示器顯示出來 .)此時即完成了一次測距過程，此過程能自動重復進行，重復頻率受低頻調制器頻率控制，約幾 KHz。時鐘振蕩器一接通電源即開始振蕩，但只有計數器的閘門打開時，它才能進入計數器被計數，一旦接收到反射波信號，即關閉閘門，數據被鎖存，經譯碼后通過顯示器顯示出來。另外在接通電源的同時接通語言報警電路，不斷放出：倒車，請注意“的語言報警聲。因探測到的反射波信號是一組脈沖信號，將其平滑后送入觸發(fā)器，一旦超過觸發(fā)閥值報警電路就接通，發(fā)出聲光報警。接收探頭接收到反射信號由放大器放大后，再送入施密特觸發(fā)器進行整形，然后輸入報警部分。 40kHz 振蕩器受雙穩(wěn)態(tài)賄賂控制斷續(xù)送出經低頻調制器的信號，經功率放大器放大，由超聲探頭向車后發(fā)射。 發(fā)射電路 接收電路 低頻調制器 時鐘振蕩 雙穩(wěn) 計數器 顯示電路 障礙物 8 方案的擬定 測距報警器的電路原理框圖 本設計由發(fā)射部分、接收部分、及報警部分組成（見圖 2）。 圖 3 超聲波測距系統(tǒng) 目前國內外一般的超聲波測距儀理想測量距離為 4 米 5 米左右，因此一般只用汽車倒車防撞系統(tǒng)上。在不同的溫度下，聲速是不同的，在 30℃ 30℃ 變化為 313349m/s，而且聲速 C還隨雨、霧、雪等天氣的變化而變化，不能精確測距。此外，車輛后方劃分為左中右三個區(qū)域，就可以判斷出障礙物在何處，四個超聲波發(fā)生器置于后減震器中，微機組件置于貨艙內，駕駛人員回頭時即可看到障礙物的顯示。當車后無障礙物時，隨著距離的增加，超聲波逐漸衰減，也就是說根據向車后發(fā)射的超聲波是否返回，可以判斷檢測范圍內有無障礙物。 7 超聲波比人耳能聽到的聲波頻率要高，具有方向性，并且只能檢測車輛后方的障礙物。 超聲波距離傳感器采用壓電元件鋯鈦化鉛，一般稱為 RZT，這種傳感器的特點在于具有方向性，傳感器用蜂鳴器的紙盒為橢圓形，目的是使傳感 器的水平特性寬，而且垂直方向受到限制。像自然界中，以蝙蝠都可算為代表了 ，在蝙蝠洞里既要覓食，又要用聲波測距，而要在洞內用超聲波測距是一件很困難的事情，很先進的科技產品也做不到。 超聲波測量技術其原理很簡單，就是利用回聲的反射原理，就如在一山谷叫一聲“你好嗎”，不一會聽見好像有人學你的說話一樣“你 ...好 ...嗎 ...”。 其實超聲波的特性與普通聲音 大致上沒有分別，但為何我們要用超聲波作測量手段？道理其實很簡單，因為在測量過程中，我們會不斷地發(fā)出強力的聲音訊號，試想想，若這些訊號我們是聽得到的話，就如汽車按喇叭、火車拉笛的聲音，不斷的在身旁發(fā)生，不震耳欲聾才怪。聲速確定后，只要測得超聲波往返的時間，即可求得距離。 方案的擬定條件 由于超聲波也是一種聲波，其聲速 C與溫度有關，在使用時，如果溫度變化不大，則可認為聲速是基本不變的。 對于任意溫度下，有 Ci/C0= Ti / 273 ,即 Ci= Ti / 273 在某一地區(qū)使用，因溫度變化不大，可以認為聲速是基本恒定不變的。則 C= 0/??? = mV/?? 22 6 對于理想氣體，有 PV=RT 23 式中 R—— 摩爾氣體常數 T—— 絕對溫度 因此 C= mV/?? 由于 γ、 R、 m 均為已知常數，故聲速 C 僅與溫度 T 有關，若溫度不變，則聲音在空氣中的速率與氣壓無關。即測得發(fā)射超聲波的時間間隔，從而就可求出汽車與障礙物之間的距離 S： S=1/2（ Ct） 21 式中 C—— 超聲波音速 由于 超聲波也是聲波，故 C即為音速。測量這個方波脈沖寬度就可以確定發(fā)射器與探測物之間的距離。超聲波接收器則在接受到所發(fā)射超聲波遇障礙物反射回來的反射波后，也向測量邏輯電路提供一個短脈沖，再利用雙穩(wěn)電路把上述兩個短脈沖轉化為一個方脈沖。另外，超聲波在傳播途中若遇到不同的媒介，大部分能量會被反射。它是一種機械振動波，可以在氣體 、液體和固體中傳播，在空氣中的傳播速度為 340m/s，與光波、電磁波相比是非常緩慢的。超聲波具有聚束、定向及反射、透射等特性。 5）超聲波測距 超聲技術是一門以物理、電子、機械及材料學為基礎的通用技術之一。 3）激光測距 由于激光測距受惡劣的天氣，汽車的激烈震動，反射鏡表面摩損，污染等因素的影響，使反射的激光束在一定