实验三超声波测距电路设计一.实习的性质: 综合二.实验目的:通过本实验了解和掌握超声波传感器测量的原理和方法,加深理解超声波传感器的处理电路设计,掌握温度补偿的办法及提高测量精度的方法。三、实验的时间分配: 总学时 12 学时1、电路设计 4 学时2、电路焊接 4 学时3、电路调试 4 学时四、实验地点: 东一教 811 和 816 实验室五、 实验要求:1、理解超声波测距原理及方法。2、根据给出的题目,参照附录中给定的题目所需的参考资料,自行设计超声波测距的发射与接收电路,并理解和掌握整体电路的设计思路和电路的工作原理。3、根据设计的电路图独立完成电路的焊接及调试工作,掌握焊接方法及调试步骤。扩展练习:采用单片机实现超声波测距的原理、方法及接口电路的设计。六、实验原理声波是一种能在气体、液体和固体中传播的机械波。根据振动频率的不同,可分为次声波、声波、超声波和微波等。1) 次声波:振动频率低于l6Hz 的机械波。2) 声波:振动频率在16— 20KHz 之间的机械波,在这个频率范围内能为人耳所闻。3) 超声波:高于 20KHz 的机械波。超声波与一般声波比较,它的振动频率高,而且波长短,因而具有束射特性,方向性强,可以定向传播,其能量远远大于振幅相同的一般声波,并且具有很高的穿透能力。例如,在钢材中甚至可穿透10 米以上。超声波在均匀介质中按直线方向传播,但到达界面或者遇到另一种介质时,也像光波一样产生反射和折射,并且服从几何光学的反射、折射定律。超声波在反射、折射过程中,其能量及波型都将发生变化。超声波在界面上的反射能量与透射能量的变化。取决于两种介质声阻抗特性。和其他声波一样,两介质的声阻抗特性差愈大,则反射波的强度愈大。例如,钢与空气的声阻抗特性相差 10 万倍,故超声波几乎不通过空气与钢的介面,全部反射。超声波在介质中传播时,随着传播距离的增加,能量逐渐衰减,能量的衰减决定于波的扩散、散射 ( 或漫射 ) 及吸收。扩散衰减,是超声波随着传播距离的增加,在单位面积内声能的减弱;散射衰减,是由于介质不均匀性产生的能量损失;超声波被介质吸收后,将声能直接转换为热能,这是由于介质的导热性、粘滞性及弹性造成的。以超声波为检测手段,包括有发射超声波和接收超声波,并将接收的超声波转换成电量输出的装置称为超声波传感器。习惯上称为超声波换能器或超声波探头。常用的超声波传感器有两种, 即压电式超声波传感器 ( 或称压...