篇一 :超声波测距实验报告

       超声波测距实验报告

一.实验规划

1.在网上寻找同型号超声波原理图,并理解。

2.向学长询问队里关于超声波测距的资料。

3,根据资料将硬件电路搭好,然后一边消化资料,一边学习单片机的相关知识。

4,将上一届的程序看懂,然后稍加改动,以适应自己的单片机开发板环境。

5,有不懂得地方,先自己琢磨,实在琢磨不透就请教队里的学长和学姐。

6,不断地调试程序,使得测距更加精准。

7,进行距离和角度测量的实验,并记录数据

8,进行数据分析,探究影响超声波测距精度的原因以及传感器性能的好坏。

二.数据处理

超声波发散角的大小

被测物体表面平整

 

被测物体表面凹凸不平

 

被测物体的长为91cm,宽为61cm

被测物体长为60cm,宽为45cm

三.实验总结

1前四组实验数据,超声波传感器所测为1m以内的实物的距离,实验结果表明测量精度与被测物体表面积有关,与被测物体的表面平整程度无关,超声波的发散角与被测物体的距离有关,且与被测物体距离越近,超声波发散角越大,(在10cm以内接近40)当与被测物体距离超过56cm时,发散角在15度以内。

2.后两组实验数据,超声波传感器所测为1m到4m的实物的距离,实验结果表明测量精度与被测物体的表面积和测量距离有关,且被测物体表面积越大,实验误差越小,测量距离越近,实验误差越小。(注:超声波只能测平面)

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篇二 :超声波测距仪设计实验报告

超声波测距仪设计实验报告

 课题设计目的及意义

随着科学技术的快速发展,超声波将在测距仪中的应用越来越广。但就目前技术水平来说,人们可以具体利用的测距技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来,超声波测距仪作为种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求,如声纳的发展趋势基本为:研制具有更高定位精度的被动测距声纳,以满足水中武器实施全隐蔽攻击的需要;继续发展采用低频线谱检测的潜艇拖曳线列阵声纳,实现超远程的被动探测和识别;研制更适合于浅海工作的潜艇声纳,特别是解决浅海水中目标识别问题;大力降低潜艇自噪声,改善潜艇声纳的工作环境。无庸置疑,未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨,与其他的测距仪集成和融合,形成多测距仪。随着测距仪的技术进步,测距仪将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能,最终发展到具有创造力。在新的世纪里,面貌一新的测距仪将发挥更大的作用。

随着科技的发展,人们生活水平的提高,城市发展建设加快,城市给排水系统

也有较大发展,其状况不断改善。但是,由于历史原因合成时间住的许多不可预见因素,城市给排水系统,特别是排水系统往往落后于城市建设。因此,经常出现开挖已经建设好的建筑设施来改造排水系统的现象。城市污水给人们带来了困扰,因此箱涵的排污疏通对大城市给排水系统污水处理,人们生活舒适显得非常重要。而设计研制箱涵排水疏通移动机器人的自动控制系统,保证机器人在箱涵中自由排污疏通,是箱涵排污疏通机器人的设计研制的核心部分。控制系统核心部分就是超声波测距仪的研制。因此,设计好的超声波测距仪就显得非常重要了。这就是我设计超声波测距仪的意义。

实验原理

超声波在液体、固体中衰减小、穿透力强、对某些固体、穿透深度能达到几十米的范围;另外,超声波方向性好,能够定向传播。因此,可以作为物体探查和进行测量的可靠手段。超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停 止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2。

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篇三 :超声波测距实验报告

目录

1、课题设计的目的和意义…………………………………………3

2、课题要求…………………………………………………………3

2.1、基本功能要求…………………………………………………3

2.2、提高要求………………………………………………………4

3、重要器件功能介绍………………………………………………4

3.1、CX20106A红外线发射接收专用芯片…………………………4

3.2、AT89C51系列单片机的功能特点……………………………5

3.3、ISD1700优质语音录放电路…………………………………6

4、超声波测距原理…………………………………………………8

4.1、超声波测距原理图…………………………………………8

4.2、超声波测距的基本原理………………………………………9

5、硬件系统设计……………………………………………………10

5.1、超声波发射单元………………………………………………10

5.2、超声波接收单元……………………………………………11

5.3、显示单元…………………………………………………………11

5.4、语音单元…………………………………………………………12

5.5、硬件设计中遇到的难题:………………………………………12

6、系统软件设计………………………………………………………14

7、调试与分析…………………………………………………………15

7.1调试…………………………………………………………………15

7.2误差分析……………………………………………………………15

8、总结…………………………………………………………………16

9、附件…………………………………………………………………17

9.1、总电路…………………………………………………...17

9.2、主要程序…………………………………………………18

10、参考文献……………………………………………………………22

1课题设计的目的及意义

随着科学技术的快速发展,超声波在测距仪中的应用越来越广,但就目前技术水平而言,人们可以利用的测距技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。展望未来,超声波测距作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都有很大的发展空间,它将朝着更加高定位高精度的方向发展,以满足日益发展的社会需求。如声纳的发展趋势:研究具体的高定位精度的被动测距声纳,以满足军事和渔业等的发展需求,实现远程的被动探测和识别。毋庸置疑,未来的超声波测距仪将与自动化智能化接轨,与其他的测距仪集成和融合,形成多测距仪。

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篇四 :超声波测距实验报告

超声波测距系统实物设计报告

.设计要求

   1.测量距离不小于0.3米,数字显示清晰,无数字叠加,动态显示测量结果,更新时间约为0.5秒左右。

   2.测量精度优于0.1米,显示精度0.01米。  

3.距离小于0.3米时,蜂鸣器发出”嘀嘀”报警。

4.测量距离超过1.0米时,指示灯显示超量程。

.系统设计思路

   1.原理框图

  

   2.系统组成模块

(一)40KHZ方波产生电路

1、分析:利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路,通过理论计算加上微调电阻和电容的值,得到所需频率的矩形波,当R2远大于R1时,矩形波的占空比接近50%,可近似为方波。

2、单元电路如下图;

3、参数计算:

4、仿真结果:

(二)2Hz时钟信号发生电路:

1、分析:利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路,通过理论计算加上调整电阻和电容的值,得到所需频率的矩形波。其中占空比在70%以上。

2、单元电路如下所示:

参数计算:R1=710K欧,R2=375欧,C1=1微F

(三)17kHz时钟信号发生电路:

1、分析:利用555定时器组成的多谐振荡器作为时钟信号的产生电路,通过理论计算加上调整电阻和电容的值,得到所需频率的矩形波。

2、单元电路如下所示:

3、参数计算:

R1=1K欧,R2=395欧,C5=47nf;

4、仿真

5、功能:数字显示的测量结果要求动态更新时间约0.5秒左右,所以要求一个频率约2Hz的时钟信号来控制刷新数据,保证结果显示稳定不闪烁。

三,调试说明

首先要在示波器上稳定的出现5个波形,40khz的方波,17khz的方波,加上接收头之后的波形,经过347放大之后的正弦波,2hz经过非门整形之后的波形;

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篇五 :超声波测距器实验报告

超声波测距器的设计

设计说明:

    超声波测距器可应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控,也可用于,如液位、井深、管道长度、物体厚度等的测量。也有很多方法可以测量,这里用超声波设计一个测距器,实现距离的测量。

1、 基本部分

a)   测量电阻范围:0.10—3.00m

b)   测量精度:1cm

c)   测量时与被测物体无直接接触,能够清晰、稳定的显示测量结果。

2、 发挥部分

a)   可以根据温度的不同,导致的速度的不同,用不同的速度测量距离。

摘要:本文介绍了基于AT89C52单片机的超声波测距器。通过DS18B20数字温度测量仪测出当前的室温,送入单片机,单片机经过对比,进而得出用哪个档进行测量,单片机和发射电路发射出超声波,超声波遇到障碍物,反射回来,在经过接收电路接收,送入单片机,单片机经过计算,得出距离,并在数码管上显示出距离。测量精度高达±0.5%,并且显示稳定的4位有效数字。不仅测量简便,读数直观,且测量精度、分辨率较高。

关键词:单片机;DS18B20;CX20106A;TCT40-10F1;TCT40-10S1

一、系统设计

1、模块方案比较与论证

      由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量。利用超声波检测距离设计比较方便,计算处理也较简单,并且在测量精度方面也能达到日常使用的要求。

   超声波发生器可以分为两大类:一类是用电器方式产生超声波;另一类是用机械方式产生超声波。根据设计要求并综合各方面因素,本次决定采用AT89C51单片机作为主控制器,用动态扫描法实现LED数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器完成,本系统的总方框图如图(1)所示:

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篇六 :超声波测距实验报告

电子信息系统综合设计报告

超声波测距仪

             

              

        目录

摘要... 3

第一章      绪论... 3

1.1      设计要求... 3

1.2      理论基础... 3

1.3      系统概述... 4

第二章  方案论证... 4

2.1   系统控制模块... 5

2.2   距离测量模块... 5

2.3   温度测量模块... 5

2.4   实时显示模块... 5

2.5   蜂鸣报警模块... 6

第三章  硬件电路设计... 6

3.1   超声波收发电路... 6

3.2   温度测量电路... 7

3.3   显示电路... 8

3.4   蜂鸣器报警电路... 9

第四章  软件设计... 10

第五章  调试过程中遇到的问题及解决... 11

5.1   画PCB及制作... 11

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篇七 :PLC超声波测距实验报告0820xx140程稳

               利用plc的高速计数模块进行超声波测距实验

—————微型控制计算机暑期设计实验报告

082039140程稳

                    

       利用51单片机来驱动超声波模块测距,是一件很容易的事,只需要结合定时中断和外部中断,利用12M或更高的晶振频率即可精确获取从发射到接收到超声波之间的时间,平均1ms对应3.4cm的行程,本GE比赛设计需要物位测量的最大距离是30cm,即需要30*2/3.4=17.64ms,而GE PAC RX3i的PME软件梯形图程序得扫描周期2ms以上,就算是最快的定时节点也有1ms,所以若直接用PLC的普通离散量输入模块IC694MDL654输入节点来测量接收到超声波回波的时间的误差为1ms,误差距离3.4/2=1.7cm,结果自然不理想,更严重的问题在于PLC该模块无硬件中断响应功能,是不能测电平宽度的。总之PLC的IO口工作在低速模式下是难以胜任高速测量任务的,但可喜的是GE PLC 的高速计数模块HSC304能处理2MHZ的信号,但仍无硬件中断功能。于是想能否干脆把单片机测出的电平时间数据通过串口发送给PLC,我也试着这样连线测试,不过PLC串口的使用不像单片机这么简单,没有相关资料,PLC内部寄存器找不到PLC从单片机接收的数据。于是仍决定放弃此方案,回到高速计数模块。再认真阅读此模块配置信息和实验调试后,发现其可以测量出外部信号频率,于是想既然PLC无法直接测电平宽度,那干嘛不测量频率,有了频率自然有周期,有周期自然有电平宽度!

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篇八 :27超声波测距实验

实验二十七     超声波测距实验

一.          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。

二.          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。

超声波传感器的测距原理:超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。设超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离S,即:S=340t/2。需要说明的是,超声波传感器发射的波束比较窄(<10°),反射后仍然很窄,如果被测物体被旋转放置,有可能反射波束会偏离出接收探头的位置,导致探头接收不到反射波信号,测距将失败。

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