超声波测距误差分析及校正研究

提高超声波测距性能是超声波测距技术研究的关键点;不同的超声波接收信号检测和处理技术会涉及到不同的硬件结构、软件实现复杂度,导致超声波测距性能差异,进而影响整个系统的定位性能;为提高定位系统的定位精度,针对特定的六元超声波阵列测距系统进行超声波阵列测距实验,对可能造成测距误差的误差源进行分析,并分别采用温度补偿法和最小二乘回归法对测量数据进行校正;实验结果表明,设计的网络节点测量距离能够达到15 m,且最小二乘校正模型的测量结果有效地减小了测距误差,提高了测距精度。     

基于温度补偿的超声波测距系统设计

基于温度补偿的超声波测距系统设计由AT89S51单片机、发送电路、接收电路、温度补偿电路和显示电路等5部分组成。通过实验对温度、距离衰减及时间差测量进行补偿,利用超声波反射特性对障碍物进行测距。实验结果表明：系统性能稳定,测距精度高,环境适应性更强在超声波测距范围内,最大误差不超过2CM。     

基于双频超声波技术的导盲实验设计

为提高学生对超声波的实际应用能力,在超声波测距技术的基础上,引入广泛应用于海洋探测方法中的双频超声波探测技术设计了一个导盲实验。该导盲系统能够在十几米甚至二十米的范围精确地探测障碍物距离,同时具有大量程与高精度两大优势,且采用太阳能供电,报警装置还可以播报障碍物距离。     

基于AVR单片机的超声波测距系统构建

为了提高超声波测距精度,构建了基于AVR单片机的测距及数据处理系统。分析了超声波测距的原理,以AVR单片机为处理器设计了超声波产生和发射电路、超声波接收和信号处理电路以及温度测量和补偿电路等。针对温度对超声波速度的影响,根据超声波速度与温度的关系,设计了超声波速度补偿算法。为了提高回波时间测量准确性,减小随机噪声及空气中其他杂散播干扰的影响,采用均值数字滤波方法,对计数时间进行处理。实测结果表明,在3cm~400cm范围内,超声波测距系统测量数据准确,最大误差为0.66cm。     

基于FPGA的多通道超声波测距系统设计

超声波测距是一种非接触式连续测量方法,具有电路简单、测量精度高等优点。传统的测距系统多采用单片机实现,无法满足现代测距实时性、立体化、多向性的要求;因此设计了一种基于FPGA的多通道超声波测距系统,所有通道同时进行检测与处理,系统具有较高的扩展性。硬件部分采用US_100超声波传感器实现了超声信号的发射与接收,采用京微雅格C192芯片对回波信号进行检测和处理,实现了从2厘米到4米的距离的精确测量,测量结果送入LCD12864进行显示。软件设计采用Verilog HDL语言在Primace编辑环境下进行开发,在Modelsim软件下进行仿真,并通过HR3开发板验证了全部设计功能。测试结果表明：该测距系统运行稳定可靠,测量精度高。     

带有温度补偿的超声波测距仪的设计

距离是在不同场合和控制中经常需要检测的一个参数,人们一直都在研究和探讨实现距离测量的最佳方法;介绍了一个基于STC89C52单片机的超声波测距系统,该系统包括超声波发射电路、接收电路、温度补偿电路、显示电路和相应的软件,通过硬件设计和软件编程来实现测距的功能;与传统的测距方法相比,该系统设计了温度补偿电路,从而消除了环境温度对声速的影响,试验和误差分析显示其最大量程为6m,误差被限制在允许的范围内;实际应用结果表明,该测距系统运行稳定可靠,测量精度高,所以,所用的技术和方法具有一定的实用性和推广价值。     

超声测距测速系统的设计及应用

为加快测距测速安全行车系统的普及,以AT89C52单片机为核心,辅以超声波发射/接收模块、键盘输入模块、温度补偿模块、液晶显示模块和语音报警模块等设计出一款经济型超声测距测速行车安全预警系统.该系统具有实时环境温度检测、计时、测距和测速等功能,并通过对系统误差来源分析,提出针对性策略优化设计,提高了系统的测量精度,使系统具有高性价比、操作便捷和一机多用等优点,可满足机动车辆行驶安全预警的需要.     

利用波导不变量进行运动单线阵的无源测距测速

为克服单线阵难以无源测距、测速的缺点,提出了利用目标辐射低频声场干涉结构和波导不变量的运动单线阵无源测距、测速方法。定义了运动目标的距离距变率比（目标距离与距离变化率的比值）,并利用与目标辐射声场的时间-频率干涉结构和波导不变量相关的变量来表征距离距变率比。根据此定义,通过对目标辐射声场的时间-频率干涉结构图进行Radon变换等处理,实现对距离距变率比的估计。利用所估计的距离距变率比,结合平台速度、目标方位角和目标航向角实现对目标距离和速度的同时估计。仿真实验验证了所提方法在测距、测速时的正确性和有效性。结果表明:所提方法在目标航向角较大时有较高的距离、速度估计精度;同时,目标方位估计误差越小,所提方法的距离、速度估计精度越高。      

超声波小车自动测距变速系统

本设计采用STC12C5A60S2单片机为核心控制器,用超声波测距传感器采集距离数据,采用IO触发测距,提供约为25 us的高电平信号,利用公式:测试距离=(高电平时间*声速(340 m/s))/2来计算距离,采用L298N驱动模块利用PWM驱动电路,从而实现自动调节小车速度、无障碍时自动发出警报的功能。     

超声波测距导盲车关键技术的研究

为了确保盲人或者视觉受损人群独自安全出行、真正解决其出行不便的困难,设计一款成本低廉、精度高,能够得到广泛推广使用的盲人辅助产品是很有必要的。通过分析提高测距精度和减小盲区的方法,设计了导盲车系统。系统由超声波测距和语音播报两部分组成。通过旋转云台搭载超声波探头检测障碍物距离和方位以及路面凹坑,车底前方的电极检测路面积水;由STM32微处理器对各信号进行处理。采用较高的时钟频率来提高测距精度,增加温度传感器补偿进一步保证精度;安装多个探头以及使用旋转云台,通过旋转扫描以减小盲区,再由文字转语音芯片SYN6288播报路况信息。由于采用旋转扫描检测,经过设计实物并测试,基本上能够覆盖前方约 、5-300cm扇形区域。测距分辨率可达到1cm。     

新型声速测定仪的研制

论述了新型声速测定仪的结构、工作原理和实验内容，阐述了几种测媒质中超声波波速的方法。     

用超声光栅测量氦氖激光的波长

介绍了一种新的测量激光波长的方法,并与传统的迈克耳孙干涉仪测量的结果进行了比较.我们对汞光和氦氖激光在乙醇(97%)形成的超声光栅中的衍射光谱进行了测量研究,首先利用汞光数据计算得到了超声波在乙醇中的传播速度,并分析了温度对结果的影响,然后利用超声波波速计算了氦氖激光的波长,得到的结果与标准值相比的相对误差为0.55%.此方法操作简便,且有与迈克耳孙干涉仪可比的精度.     

光速测定中激光调制频率选择性的研究

对激光经过超声晶体光栅调制从而利用相位差和光程差进行光速测定进行了理论分析和实验研究。结果表明,在光速测定时超声波频率的选择并不影响测量结果,但在晶体谐振频率附近进行测量更有利于光强波形的观察和结果的测定。这一结论在同类实验问题的操作上具有一定的指导意义。     

复合材料的超声检测技术 Ⅱ.非接触超声C-扫描技术

本文对于激光超声、干耦合和空气耦合三种非接触超声C-扫描技术的原理、特点及其在复合材料检测中的应用做了简明介绍．     

复合材料的超声检测技术 Ⅱ.非接触超声C-扫描技术

本文对于激光超声、干耦合和空气耦合三种非接触超声Ｃ－扫描技术的原理、特点及其在复合材料检测中的应用做了简明介绍。     

用光栅法测超声波在液体中的传播速度

介绍了用光栅法测超声波在液体中的传播速度的方法，讨论了其设计思想、原理及实验装置并给出了一个实例。     

纵横波测已紧固螺栓轴向应力

本提出了用纵横波声时测已紧固螺栓轴向应力的一种新方法,解决了用超声精确地测已紧固螺栓应力问题,并且利用超声波沿轴向传播的波速同轴向应力以及三阶弹性常数的关系导出了螺栓应力同其材料声速特性、夹紧距离、温度及纵、横波声时的一种新关系,考虑了受应力作用时温度对声速的影响,简化了测量及计算过程,本还介绍了材料的声速特性实验及测量方法;实验结果表明应力低于２５０ＭＰａ,夹紧距离大于３０ｍｍ时,应力超声测     

超声相比较方法在固体弹性性能研究中的应用

 本文用超声相比较方法测量了几种不同类型材料（半导体GaAs晶体、含有Si₃N₄晶须结构的复合材料、过渡金属氧化物CoO以及高温超导体AgYBa₂Cu₃O_7-δ）的声速及后两种样品声速随压力、温度的变化，得到一些用超声脉冲回波重合法不易测定的结果。用相比较法测定声速具有测量频率范围宽、精度高、测量简便等特点，它能测量1 mm左右厚度的薄样品以及声衰减较大的样品，是研究这些材料弹性性能的有效方法。     

超声波流量计测量流体声速的实验方法

为获取液体介质的声速值,设计了一种测定流体声速的实验方法,该方法利用时差式超声波流量计和标准流量校验设备同时对封闭管道中的液体进行流速测量,分别得到流速的测量值和真实值,从而计算出超声波流量计的仪表系数,并以此导出了一定条件下液体介质的声速值随仪表系数的变化关系式.利用该方法测量给出了0.17 MPa下四氧化二氮(N₂O₄)在7.6-19.4 ℃、偏二甲肼((CH₃)₂NNH₂)在6.5-25.2 ℃范围内的流体声速值,并为其他液体介质的声速测量提供了借鉴. 关键词： 超声波流量计 声速 仪表系数 温度