實(shí)驗(yàn)四 超聲波測距電路設(shè)計(jì)--改后

1、1實(shí)驗(yàn)三實(shí)驗(yàn)三超聲波測距電路設(shè)計(jì)超聲波測距電路設(shè)計(jì)一實(shí)習(xí)的性質(zhì)：一實(shí)習(xí)的性質(zhì)：綜合二實(shí)驗(yàn)?zāi)康模憾?shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^本實(shí)驗(yàn)了解和掌握超聲波傳感器測量的原理和方法，加深理解超聲波傳感器的處理電路設(shè)計(jì)，掌握溫度補(bǔ)償?shù)霓k法及提高測量精度的方法。三、實(shí)驗(yàn)的時(shí)間分配：三、實(shí)驗(yàn)的時(shí)間分配：總學(xué)時(shí)12學(xué)時(shí)1、電路設(shè)計(jì)4學(xué)時(shí)2、電路焊接4學(xué)時(shí)3、電路調(diào)試4學(xué)時(shí)四、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：四、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：東一教811和816實(shí)驗(yàn)室五、五、實(shí)驗(yàn)要求：實(shí)驗(yàn)要求：1、理解超聲波測距

2、原理及方法。2、根據(jù)給出的題目，參照附錄中給定的題目所需的參考資料，自行設(shè)計(jì)超聲波測距的發(fā)射與接收電路，并理解和掌握整體電路的設(shè)計(jì)思路和電路的工作原理。3、根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖獨(dú)立完成電路的焊接及調(diào)試工作，掌握焊接方法及調(diào)試步驟。擴(kuò)展練習(xí)：采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)超聲波測距的原理、方法及接口電路的設(shè)計(jì)。六、實(shí)驗(yàn)原理六、實(shí)驗(yàn)原理聲波是一種能在氣體、液體和固體中傳播的機(jī)械波。根據(jù)振動頻率的不同，可分為次聲波、聲波、超聲波和微波等。1)次聲波：振動頻率低于

3、l6Hz的機(jī)械波。2)聲波：振動頻率在16—20KHz之間的機(jī)械波，在這個(gè)頻率范圍內(nèi)能為人耳所聞。3)超聲波：高于20KHz的機(jī)械波。超聲波與一般聲波比較，它的振動頻率高，而且波長短，因而具有束射特性，方向性強(qiáng)，可以定向傳播，其能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于振幅相同的一般聲波，并且具有很高的穿透能力。例如，在鋼材中甚至可穿透10米以上。超聲波在均勻介質(zhì)中按直線方向傳播，但到達(dá)界面或者遇到另一種介質(zhì)時(shí)，也像光波一樣產(chǎn)生反射和折射，并且服從幾何光學(xué)的反射、折

4、射定律。超聲波在反射、折射過程中，其能量及波型都將發(fā)生變化。超聲波在界面上的反射能量與透射能量的變化。取決于兩種介質(zhì)聲阻抗特性。和其他聲波一樣，兩介質(zhì)的聲阻抗特性差愈大，則反射波的強(qiáng)度愈大。例如，鋼與空氣的聲阻抗特性相差10萬倍，故超聲波幾乎不通過空氣與鋼的介面，全部反射。超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，隨著傳播距離的增加，能量逐漸衰減，能量的衰減決定于波的擴(kuò)散、散射(或漫射)及吸收。擴(kuò)散衰減，是超聲波隨著傳播距離的增加，在單位面積內(nèi)聲能的減弱；

5、散射衰減，是由于介質(zhì)不均勻性產(chǎn)生的能量損失；超聲波被介質(zhì)吸收后，將聲能直接轉(zhuǎn)換為熱能，這是由于介質(zhì)的導(dǎo)熱性、粘滯性及彈性造成的。33.接點(diǎn)形狀：以立體圓弧形狀為佳，過大、過小、尖塔狀、孔隙沒有填滿都是不良的接點(diǎn)形狀。4.檢測電子零件：試問您在焊接之前，是否確定每一個(gè)電子零件都是好的？是否都用萬用表作過測量？任何一個(gè)電子零件故障，都會導(dǎo)致整個(gè)電路無法正常工作，所以這個(gè)程序是絕對必要的，您檢測了么？八成績考核：八成績考核：1.電路設(shè)計(jì)：30

6、分4學(xué)時(shí)2.焊接電路：30分4學(xué)時(shí)3.電路調(diào)試：30分4學(xué)時(shí)4.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：10分九、參考資料：九、參考資料：附錄一：超聲波測距系統(tǒng)的發(fā)射與接收電路的設(shè)計(jì)附錄一：超聲波測距系統(tǒng)的發(fā)射與接收電路的設(shè)計(jì)在工程實(shí)踐中，超聲波由于指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢且在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而經(jīng)常用于距離的測量。它主要應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)、測距儀、物位測量儀、移動機(jī)器人的研制、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場等，例如：距離、液位、井深、管道長度、流速等場合。利用超聲波

7、檢測往往比較迅速、方便，且計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，在測量精度方面也能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求，因此得到了廣泛的應(yīng)用。1、超聲波測距原理及系統(tǒng)組成超聲波測距是借助于超聲脈沖回波渡越時(shí)間法來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)超聲波脈沖由傳感器發(fā)出到接收所經(jīng)歷的時(shí)間為t，超聲波在空氣中的傳播速度為v，則從傳感器到目標(biāo)物體的距離D可用下式求出：D=vt2，圖2是相應(yīng)的系統(tǒng)框圖：圖2超聲波測距系統(tǒng)組成框圖基本原理：經(jīng)發(fā)射器發(fā)射出長約6mm，頻率為40KHZ的超聲波信號。此