【正文】 。不同的檢測儀器阻塞程度不一樣。)(2r??????o 測量盲區(qū)在傳感器以脈沖反射方式工作的情況下，電壓很高的發(fā)射電脈沖在激勵傳感器的同時也進(jìn)入接收部分。指向角θ愈小，空間分辨率愈高，則要求傳感器半徑r愈大。見公式（24）sin = 　 （24）?)2(??)2(?西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文8選f =40kHz時， =。 傳感器的指向角 θ傳感器的指向角是聲束半功率角的夾角，是影響測距的一個重要技術(shù)參數(shù)，它直接影響測距的分辨率。圖 21 雙壓電晶片示意圖圖 22 雙壓電晶片等效圖超聲波傳感器的內(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壓電陶瓷晶片及錐形輻射喇叭的損壞。當(dāng)所用壓電材料不變時，改變壓電陶瓷晶片的幾何尺寸，就可非常方便的改變其固有諧振頻率。發(fā)射超聲波時，加在其上面的交變電壓的頻率要0f與它的固有諧振頻率一致。雙壓電晶片的等效電路如圖 22 所示，C 為靜電電容，R 為陶瓷材料介電損耗并聯(lián)電阻，Cm 和 Lm 為機械共振回路的電容和電感，R m 為損耗串聯(lián)電阻。如果在壓電陶瓷晶片上有超聲機械波作用，這將會使其產(chǎn)生機械變形，這種機械變形是與超聲機械波一致的，機械變形使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生頻率與超聲機械波相同的電信號。在壓電陶瓷上加有大小和方向不斷變化的交流電壓時，根據(jù)壓電效應(yīng)，就會使壓電陶瓷晶片產(chǎn)生機械變形，這種機械變形的大小和方向在一定范圍內(nèi)是與外加電壓的大小和方向成正比的。超聲波傳感器一般采用雙壓電陶瓷晶片制成。當(dāng)超聲波作用于晶片時，晶片受迫振動引起的形變可轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號，是正壓電效應(yīng)。傳感器的主要組成部分是壓電晶片。所以，只要對這種材料加以交變電場，它就會產(chǎn)生交變的應(yīng)變，從而產(chǎn)生超聲振動。屬于晶體的如石英，鈮酸鋰等，屬于壓電陶瓷的有鋯鈦酸鉛，鈦酸鋇等。探頭由壓電晶片、楔塊、接頭等組成，是超聲檢測中最常用的實現(xiàn)電能和聲能相互轉(zhuǎn)換的一種傳感器件，是超聲波檢測裝置的重要組成部分。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，并且名稱也有不同，例如在超聲檢測和診斷中習(xí)慣上都把超聲傳感器稱作探頭，而工業(yè)中采用的流體動力型傳感器稱為“哨”或“笛”。電聲型主要有：壓電傳感器；磁致伸縮傳感器；靜電傳感器。西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文6超聲傳感器是一種將其他形式的能轉(zhuǎn)變?yōu)樗桀l率的超聲能或是把超聲能轉(zhuǎn)變?yōu)橥l率的其他形式的能的器件?？紤]實際工程測量要求，在設(shè)計超聲波測距儀時，選用頻率f=40kHz的超聲波 [5]。它的物理意義是：聲波在空氣媒質(zhì)里傳播，因空氣分子運動摩?擦等原因，能量被吸收損耗。衰減系數(shù)與聲波所在介質(zhì)及頻率的關(guān)系為?? 　　　 =a 　　 (23)2f式中，a為介質(zhì)常數(shù)， f為振動頻率。超聲波在相同的傳播媒體里(大氣條件) 傳播速度相同，即在相當(dāng)大的頻率范圍內(nèi)聲速不隨頻率變化，波動的傳播方向與振動方向一致，是縱向振動的彈性機械波，它是借助于傳播介質(zhì)的分子運動而傳播的，波動方程描述方法與電磁波是類似的。 超聲測距理論基礎(chǔ) 超聲波介紹與光波不同，超聲波是一種彈性機械波，它可以在氣體、液體和固體中傳播。對象是測距儀與被測物之間的距離，要求檢測時間小于 情況下測量范圍在 ～ m，測量精度為 5cm，并且測量時測距儀不能與被測物體直接接觸，以及用 LCD 顯示結(jié)果等要求。第五章分析了本系統(tǒng)的調(diào)試過程。采用 51 單片機作為控制單元，設(shè)計超聲波收發(fā)電路，系統(tǒng)電源，顯示單元，溫度補償單元等。第二章確立了系統(tǒng)的總體方案和系統(tǒng)各模塊的方案選擇比較，以及方案實施。該儀器是由+5V 穩(wěn)壓電源提供驅(qū)動，利用超聲波在空氣中傳播遇障礙物反射的原理，以超聲波探頭為接口部件，應(yīng)用單片機技術(shù)計算超聲波在空氣中傳播的時間（超聲波的速度為聲速）并處理成相應(yīng)的距離，然后再通過 LCD 顯示距離。本設(shè)計從 51 單片機、超聲波傳感器的原理和特性出發(fā)，對超聲波測距技術(shù)中的控制、信息采集技術(shù)進(jìn)行了西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文4較為詳盡的分析，參照工程設(shè)計的基本方法，分析系統(tǒng)可行性、可靠性后，確立結(jié)構(gòu)化設(shè)計的基本思路。 論文研究內(nèi)容 研究內(nèi)容本設(shè)計要求我們先要掌握充足的理論知識，著重理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)理論分析的能力，檢索資料的能力、電子系統(tǒng)設(shè)計的能力、實際動手的能力、分析排除故障的能力。為了使移動機器人能自動避障行走，就必須裝備測距系統(tǒng)，以使其及時獲取距障礙物的距離信息（距離和方向）。智能交通系統(tǒng)是二十一世紀(jì)交通運輸?shù)闹匾l(fā)展方向，這里就可以用到超聲測距判斷汽車前方障礙物的情況，及時向司機傳達(dá)信息。隨著汽車智能化的發(fā)展，中國城市汽車的保有量迅速增加。特別是應(yīng)用于空氣測距，由于空氣中波速較慢，其回波信號中包含的沿傳播方向上的結(jié)構(gòu)信息很容易檢測出來，具有很高的分辨力，因而其準(zhǔn)確度也較其它方法為高。前 2 種方法由于技術(shù)難度大，成本高，一般僅用于軍事工業(yè)，而超聲波測距則由于其技術(shù)難度相對較低，且成本低廉,適于民用推廣。綜上所述，我國超聲波儀器的研制與生產(chǎn)，有較大發(fā)展，有的型號已超過國外同類儀器水平。高智能化檢測儀器只能滿足檢測條件，使用環(huán)境，重復(fù)性測試內(nèi)容等基本情況一樣，才可充分發(fā)揮其特有功能。目前，計算機市場價格大幅度下降，采用非一體化超聲波檢測儀器，計算機可發(fā)揮它一機多用的各種功能，實際上是最大的節(jié)約。其數(shù)字和波形都比較清晰穩(wěn)定，操作簡單，可靠性高，具有斷電存儲功能，其串口可以方便用戶對儀器的西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文3測試數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理及有關(guān)程序的開發(fā)。超聲儀研制呈現(xiàn)一派繁榮景象。進(jìn)一步要求以后生產(chǎn)的超聲儀能夠具有雙顯及內(nèi)帶有單片機的微處理功能。從此，我國有了自己生產(chǎn)的超聲波儀器，為推廣應(yīng)用超聲波檢測技術(shù)奠定了良好的基礎(chǔ)。該儀器采用 TTL 線路，數(shù)碼顯示，儀器重量為 5kg。七十年代，英國 公司推出僅有 重的 PUNDIT 便攜式超聲儀。隨著電子工業(yè)的飛速發(fā)展，半導(dǎo)體元件逐漸代替了電子管器件，更有利于超聲波檢測技術(shù)的推廣普及。1976 年，國家建委科技公司主持召開全國建筑工程檢測技術(shù)交流會后，國家建委將混凝土超聲波檢測技術(shù)列為重點攻關(guān)項目，組織全國 6 個單位協(xié)作攻關(guān)。但當(dāng)時這種儀器只有個別科研單位使用，建工部門使用不多。隨后，上海同濟大學(xué)研制出 CTS10 型非金屬超聲檢測儀，也是電子管式，儀器重約 20Hg。如英國的 UCT2 超聲波檢測儀，重達(dá) 24kg，各單位積極開展試驗研究工作，在一些工程檢測中取得了較好的效果。超聲波檢測儀器的研制生產(chǎn)，也大致按此規(guī)律發(fā)展變化。比如要測量有毒或有腐蝕性化學(xué)物質(zhì)的液面高度或高速公路上快速行駛汽車之間的距離。超聲波測距是一種利用超聲波特性、電子技術(shù)、光電開關(guān)相結(jié)合來實現(xiàn)非接觸式距離測量的方法。距離是在不同的場合和控制中需要檢測的一個參數(shù)，測距成為數(shù)據(jù)采集中要解決的一個問題。 課題背景 利用超聲波作為定位技術(shù)是蝙蝠等一些無目視能力的生物作為防御及捕捉獵物生存的手段，也就是生物體發(fā)射不被人們聽到的超聲波(20kHZ以上的機械波)，借助空氣媒質(zhì)傳播由被待捕捉的獵物或障礙物反射回來的時間間隔長短與被反射的超聲波的強弱判斷獵物或障礙物位置的方法，根據(jù)這一原理，人們提出了超聲波測距，它是一種傳統(tǒng)而實用的非接觸測量方法，和激光、渦流和無線電測距方法相比，具有不受外界光及電磁場等因素的影響的優(yōu)點，在比較惡劣的環(huán)境中也具有一定的適應(yīng)能力，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，因此在工業(yè)控制、建筑測量、機器人定位方面得到了廣泛的應(yīng)用。利用超聲波測量已知基準(zhǔn)位置和目標(biāo)物體表面之間距離的方法，稱為超聲波測距。 ”無損檢測正在以迅猛之勢向縱深發(fā)展，客觀的需要畢竟是一種專業(yè)可以發(fā)展的最大動力?，F(xiàn)在，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家，無損檢測在產(chǎn)品的設(shè)計研制，使用部門已被卓有成效的運用，1981 年美國前總統(tǒng)里根在給美國無損檢測學(xué)會成立 40 周年大會的賀信中就說過：“ 你們能夠給飛機、空間飛行器、發(fā)電廠、船舶、汽車和建筑物等帶來更大程度的可靠性。設(shè)計和工藝人員理應(yīng)了解：非均一的組織結(jié)構(gòu)，隨機出現(xiàn)的微觀、宏觀缺陷，常常可以有時甚至是只能依靠無損檢測技術(shù)的運用方可予以發(fā)現(xiàn)、評價?？蓪崿F(xiàn) 3 米內(nèi)測距，盲區(qū) 7 厘米，具有 LCD 顯示功能。該系統(tǒng)主要由主控制器模塊、超聲波發(fā)射模塊、超聲波接收模塊和顯示模塊等四個模塊構(gòu)成。論文在分析可行性、可靠性的基礎(chǔ)上，參照工程設(shè)計方法，確立了結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 III學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 I西南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目名稱：超聲波測距模塊的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） ，是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日 　　期：　　 　 　　 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 II使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人授權(quán)　　 　 　大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 IV超聲波測距模塊的設(shè)計摘要：超聲波測距應(yīng)用十分廣泛。本文設(shè)計了一套超聲波檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)是一種基于 AT89C51 單片機的超聲波測距系統(tǒng),它根據(jù)超聲波在空氣中傳播的反射原理, 以超聲波傳感器為接口部件, 應(yīng)用單片機技術(shù)和超聲波在空氣中的時間差來測量距離。設(shè)計利用 51 單片機系統(tǒng)的 I/O 口，使超聲波傳感器發(fā)出 40KHz 的超聲波，反射回來的超聲波信號，經(jīng)過放大和整形電路進(jìn)入單片機，比較調(diào)試后確定其對應(yīng)的距離，完成測距。關(guān)鍵詞：超聲波；超聲波傳感器；AT89C51 單片機；LCD 顯示單元；測距儀西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 VDesign of Ultrasonic Distance measurement加 652783983 代做論文設(shè)計Abstract: The ultrasonic ranging application is extremely widespread. After the feasibility and reliability has been analysised, the structure design technique was established. This article introduces an ultrasonic distance measurement based on the AT89C51 singlechip puter, the system according to ultrasound in the air reflection principles of the dissemination. And it uses the ultrasound sensor as interface ponents for the application of the distance measure based by singlechip puter technology and the margin of time that ultrasound transmit in air, thereby the systems of design of ultrasonic test es into being. The system primarily posed by the four modules : the controller module,ultrasonic launch module, ultrasound receiving module and display modul