高精度超声波近距离测距系统设计与实现

"这篇硕士学位论文详细探讨了一种近距离高精度超声波测距系统的研发，旨在解决在近距离测量中精度不足的问题。该系统设计由大连理工大学的邹轶完成，导师为唐祯安，专业是物理电子学。论文深入研究了超声波的物理特性，TDC-GP2测时芯片的工作原理，以及超声波测距的基本概念，并提出了多种测量方案的比较与选择。" 在设计该系统时，论文作者首先分析了超声波的传播特性，特别是TDC-GP2芯片在测量时间间隔方面的优势，这种芯片对于实现高精度测距至关重要。超声波测距基于超声波发射和反射的时间差来计算距离，因此，精确测量这个时间差是提高精度的关键。论文还讨论了超声波传感器（如T40-16）的性能，这些传感器在发射和接收超声波信号时的角色。 针对近距离高精度测量的需求，论文提出了采用标杆测量法的原理，构建了以TDC-GP2为测时核心，MSP430单片机作为控制核心的硬件电路。这种设计能有效降低系统功耗，同时提高测量稳定性。在软件设计上，采用了模块化编程思想，确保了程序的可读性和可维护性。为了减少测量误差，特别引入了“延时接收”技术，避免了在超声波发射和接收之间的时间敏感区域。 经过实验验证，该系统表现出了良好的稳定性，在1厘米至10厘米的测量范围内，误差小于1毫米，达到了预期的高精度要求。关键词包括超声波测距、TDC-GP2、近距离、高精度以及标杆测量法，表明了论文的核心内容和技术焦点。 这篇论文提供了一个实用的解决方案，适用于需要微小尺寸测量的工业应用，如物位检测、医疗诊断和汽车安全系统等，对于提升这些领域的测量精度具有重要意义。