超声波传感器测距方法详解.docx_超声波水位测距 - CSDN文库

传感与控制

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超声波传感器测距方法详解

在日常生产生活中，超声波测距传感器主要应用于汽车的倒车雷达、及机器人自动避

障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等需要自动进

行非接触测距的场合。目前有两种常用的超声波测距方案。一种是基于单片机或者嵌

入式设备的超声波测距系统，一种是基于 CPLD(Complex Programmable Logic

Device)的超声波测距系统。想要了解超声波测距传感器的相关应用设计首先我们必须

了解超声波传感器测距的工作原理。

超声波传感器测距工作原理

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声

波是指频率大于 20 kHz 的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消

耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对液体、

固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产

生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。，因此超声波测距对

环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。

目前超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。

其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或

障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，

往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离例如：

假定 s 为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为 t／s，超声波传播速度为 v／

m·s－1 表示，则有关系式(1)

s=vt／2 (1)

在精度要求较高的情况下，需要考虑温度对超声波传播速度的影响，按式(2)对超声波

传播速度加以修正，以减小误差。

v=331．4+0．607T (2)

式中，T 为实际温度单位为℃，v 为超声波在介质中的传播速度单位为 m／s。

超声波测距传感器工作原理

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