【正文】 傳感器有其工作電壓的極限值，即當(dāng)工作電壓超過了這個極限值之后，會對傳感器的內(nèi)部電路造成不可恢復(fù)的損害[17]。電路頻率的選擇應(yīng)該滿足發(fā)射傳感器的固有頻率40KHz，這樣才能使其工作在諧振頻率，達(dá)到最優(yōu)的特性。在調(diào)諧式電路中有調(diào)諧線圈（有時裝在探頭內(nèi)），諧振頻率由調(diào)諧電路的電感、電容決定，發(fā)射出的超聲脈沖頻帶較窄，在非調(diào)諧式電路中沒有調(diào)諧元件，發(fā)射出的超聲頻率主要由壓電晶片的夠有參數(shù)決定，頻帶較寬。鑒于有限的條件，擬選用的探頭是40KHz的超聲傳感器，有一支接收傳感器SZWR4010P和一支發(fā)射傳感器SZWS4012M，其特性參數(shù)如表21所示[15]。圖22 超聲波測距系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖電子市場常見的超聲探頭是收發(fā)分體式，一般頻率為40KHz。發(fā)射電路一般由振蕩和功放兩部分組成，負(fù)責(zé)向傳感器輸出一個有一定寬度的高壓脈沖串，并由傳感器轉(zhuǎn)換成聲能發(fā)射出去；接收放大器用于放大回聲信號以便記錄，同時為了使它能接收具有一定頻帶寬度的短脈沖信號，接收放大器要有足夠的頻帶寬度；收/發(fā)隔離則使接收裝置避開強(qiáng)大的發(fā)射信號；記錄/控制部分啟動或關(guān)閉發(fā)射電路并記錄發(fā)射的瞬時及接收的瞬時，并將時差換算成距離讀數(shù)并加以顯示或記錄[14]。由于超聲波發(fā)射與接收器件具有固有的頻率特性，具有很高的抗干擾性能。[13]故在超聲波測量中，常使用 40KHz 的超聲波。常溫下超聲波在空氣中的傳播速度為 C=340m/s，根據(jù)計(jì)時器記錄的時間 t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(S)，即：S=C*t/2=C*t0，其中，t0 就是所謂的渡越時間[12]。由于應(yīng)用要求限定，在這里使用脈沖反射式，即利用超聲的反射特性。近十幾年來，由于微機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代電子技術(shù)、信號處理技術(shù)以及超聲波產(chǎn)生和接收新技術(shù)的發(fā)展，突破了常規(guī)超聲檢測的限制，進(jìn)一步開拓了其適用范圍[10]。超聲波與光波、電磁波、射線等檢測相比，其最大特點(diǎn)是穿透力強(qiáng)，幾乎可以在任何物體中傳播，了解被測物體內(nèi)部情況。除此之外、聲發(fā)射、聲成像技術(shù)（包括聲全息成像技術(shù)）的發(fā)展更大大豐富了超聲檢測的內(nèi)容。利用超聲波在固體，液體中傳播的速度遠(yuǎn)小于電磁波這一特性，可制成超聲延遲線和存儲裝置以及進(jìn)行電視制式的轉(zhuǎn)換[9]。當(dāng)超聲波射到運(yùn)動體時，利用多普勒效應(yīng)，可以測量流速流量，探測心臟血管搏動等。利用超聲連續(xù)波的共振性質(zhì)，可以測量高壓容器，鍋爐，輪船甲板等的厚度或腐蝕程度，也可制成機(jī)械濾波器。超聲波在介質(zhì)（固體、液體、氣體）中傳播時，利用不同介質(zhì)的不同聲學(xué)特性對超聲波傳播的影響來探查物體和進(jìn)行測量的技術(shù)稱為超聲檢測。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，超聲波的大部分能量會反射[8]。 超聲波檢測概述超聲波是一種頻率超過 20kHz 的機(jī)械波。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，金屬殼可以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。壓電陶瓷晶片有一個固定的諧振頻率，即中心頻率f0發(fā)射超聲波時，加在其上面的交變電壓的頻率要與它的固有諧振頻率一致[7]。圖21 壓電式超聲波傳感器結(jié)構(gòu)圖壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的，超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖21 所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。也就是說，在壓電陶瓷晶片上加有頻率為f0交流電壓，它就會產(chǎn)生同頻率的機(jī)械振動，這種機(jī)械振動推動空氣等媒介，便會發(fā)出超聲波。這種超聲傳感器需要的壓電材料較少，價格低廉，且非常適用于氣體和液體介質(zhì)中[5]。前者用于超聲波的發(fā)射，后者即為超聲波的接收。當(dāng)壓電晶片受發(fā)射電脈沖激勵后產(chǎn)生振動，即可發(fā)射聲脈沖，是逆壓電效應(yīng)。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(shí)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：；；。2 超聲波測距原理 超聲波傳感器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。并闡述了它們的工作原理。對于系統(tǒng)的一些主要參數(shù)進(jìn)行了討論，并且在超聲波測距系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。利用超聲波檢測往往比較迅速，方便，計(jì)算簡單，易于做到實(shí)時控制，并且在測量精度方面能夠達(dá)到工業(yè)實(shí)時要求，因此在移動機(jī)器人的研制上也得到了廣泛的應(yīng)用。超聲波是一種震動頻率高于聲波的機(jī)械波，它具有頻率高，波長短，繞線現(xiàn)象小，特別是方向性好，能夠成為射線定向傳播等特點(diǎn)[3]。測距有多種方式，比如，激光測距，微波測距，紅外線測距和超聲波測距等。如果從預(yù)防撞車事故的發(fā)生的角度著眼，在提高汽車主動安全性方面下功夫，則可在汽車安全性領(lǐng)域有較大的突破[2]。安裝防撞保險杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無法消除對被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時不一定能有效地保護(hù)車內(nèi)乘務(wù)員的安全。近年來汽車的自動調(diào)速系統(tǒng)，主動式汽車防撞系統(tǒng)，汽車監(jiān)測和自診斷系統(tǒng)以及汽車導(dǎo)航系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用[1]?！　‰娮蛹夹g(shù)在汽車安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用主要是為了增強(qiáng)汽車的安全、舒適和方便。汽車電子技術(shù)是汽車技術(shù)與電子技術(shù)想結(jié)合的產(chǎn)物。本文采用一種簡單易行的測距原理建立了防撞報(bào)警系統(tǒng),具體分析了倒車防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理及各部分元件的設(shè)計(jì)方案，充分描述了超聲波測距的原理及應(yīng)用，并介紹了我國在超聲波測距的發(fā)展現(xiàn)狀，不過還有一些無法避免的測量誤差，還需日益俱進(jìn)的科學(xué)發(fā)展加以解決?；趩纹瑱C(jī)倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)XXX（XX學(xué)院物理系， XX 253023）摘 要 論文的內(nèi)容是基于AT89C51單片機(jī)倒車防撞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要是利用超聲波的特點(diǎn)和優(yōu)勢，將超聲波測距系統(tǒng)和AT89C51單片機(jī)結(jié)合于一體，設(shè)計(jì)出一種基于AT89C51單片機(jī)的倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用軟、硬件結(jié)合的方法，具有模塊化和多用化的特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞 AT89C51；超聲測距；倒車防撞1 引言 研究的目的和意義汽車業(yè)與電子業(yè)是世界工業(yè)的兩大金字塔，隨著汽車工業(yè)與電子工業(yè)的不斷發(fā)展，在現(xiàn)代汽車上電子技術(shù)的應(yīng)用越來越來廣泛，汽車電子化的程度越來越高。隨著交通運(yùn)輸向高密度發(fā)展，電子控制技術(shù)又進(jìn)一步應(yīng)用于汽車的乘坐安全性和導(dǎo)航等方面。應(yīng)用的電子技術(shù)主要有：電子控制安全氣囊，智能記錄儀，雷達(dá)式距離報(bào)警器，中央控制門鎖，自動空調(diào)，自動車窗、車門、座椅、刮水器，車燈控制，電源控制以及充電器等?！　≡谶^去20～30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動安全性方面，例如，在汽車的前部或后部安裝保險杠、在汽車外殼四周安裝某種彈性材料、在車內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車碰撞帶來的危害。所有這些被動安全措施都不能從根本上解決汽車在行駛中發(fā)生碰撞造成的問題。 國內(nèi)外現(xiàn)狀基于AT89C51單片機(jī)倒車防撞報(bào)警系統(tǒng)由單片機(jī)內(nèi)部系統(tǒng)，外部測距系統(tǒng)，報(bào)警系統(tǒng)等組成，其中外部測距系統(tǒng)設(shè)計(jì)是該設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié)。但是，超聲波測距不失為一種簡單可行的方法。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波經(jīng)常用于距離的測量。 本文研究的主要內(nèi)容論文概述了超聲波檢