超声波测距系统 超声波工作原理 超声波应用 超声波发射头研究 超声波发射电路电路设计 超声波测距接收方案设计 超声波测距特点及影响因数 软件设计 参考文献 总结 一体反射式超声波传感器盲区:一体反射式超声波传感器存在盲区,主要由2 个因素造成:(1)一体式超声波传感器检测需要控制器通过切换电路控制发射与接收,所以切换时间间隔会形成盲区
(2)实验发现,发射信号过后传感器的压电陶瓷存在余振 ,如果立刻打开接收电路,余振信号会引起误判断
发射脉冲刚结束时就打开单片机中断,则会接收到误触发信号
因此也存在盲区问题,这是引起盲区的主要因素
超声波测距原理: 超声波在相同的传播媒体里 (大气条件) 传播速度相同, 即在相当大的频率范围内声速不随频率变化, 波动的传播方向与振动方向一致, 是纵向振动的弹性机械波, 它是借助于传播介质的分子运动而传播的, 波动方程描述方法与电磁波是类似的
式中, A (x ) 为振幅, A 0 为常数, ω 为圆频率, t 为时间, x 为传播距离, k= 2π /λ为波数, λ 为波长, α 为衰减系数
衰减系数α 与声波所在介质及频率的关系为 α=af2 (3) 式中, a 为介质常数, f 为振动频率
在空气里, a =2×10- 13 s2/cm, 当振动的声波频率f = 40kHz (超声波) 代入式(3) 可得 a = 3
2×10-4 cm-1 , 即1/α= 31m;若 f = 30 kHz, 则 1/α= 56m
它的物理意义是: 声波在空气媒质里传播, 因空气分子运动摩擦等原因, 能量被吸收损耗
在 (1/α) 长度上, 平面声波的振幅衰减为原来的e 分之一, 由此可以看出, 频率越高, 衰减得越厉害, 传播的距离也越短
考虑实际工程测量要求,在设计超声波测距仪时, 选用频率f = 40kHz 的超声波, 波长为34000/400