超声波传感器测距实验平台设计与实验

合集下载

基于超声波传感器的测距系统设计

基于超声波传感器的测距系统设计安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。

障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提，超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点，被广泛用作测距传感器。

本超声波测距系统选用了SensComp公司生产的Polaroid 6500系列超声波距离模块和600系列传感器，微处理器采用了ATMEL公司的AT89C51。

本文对此超声波测距系统进行了详细的分析与介绍。

1、超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波[1]。

为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。

完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。

超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。

超声波传感器是利用压电效应[1]的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）[2]。

首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即1、硬件电路设计我们设计的超声波测距系统由Polaroid 600系列传感器、Polaroid 6500系列超声波距离模块和AT89C51单片机构成。

2.1 Polaroid 600系列传感器此超声波传感器是集发送与接收一体的一种传感器。

传感器里面有一个圆形的薄片，薄片的材料是塑料，在其正面涂了一层金属薄膜，在其背面有一个铝制的后板。

薄片和后板构成了一个电容器，当给薄片加上频率为49.4kHz、电压为300VAC pk-pk的方波电压时，薄片以同样的频率震动，从而产生频率为49.4kHz 的超声波。

当接收回波时，Polaroid 6500内有一个调谐电路，使得只有频率接近49.4kHz的信号才能被接收，而其它频率的信号则被过滤。

实验12 超声波传感器测距

12、超声波测距
一、实验目的：
1、掌握超声波测距原理
2、掌握脉冲宽度测距函数pulseIn（）
二、实验原理或参考资料：
1、超声波测距是通过不断检测超声波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射与接
收回波的时间差t，然后求出距离S=Ct/2，C为超声波波速。

由于超声波也是一种声波，其声速C与温度有关，图下图。

2、工作原理
（1）Arduino的数字引脚给超声波模块的Trig引脚至少10微秒的高电平信号，触发测距
功能
（2）触发测距功能后，模块会自动发送8个40khz的方波脉冲，自动检测是否有信号返回
（3）有信号返回，则Echo引脚会输出高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。

测距=（高电平时间x声速）/2
2、脉冲宽度测量函数PulseIn（）
功能：检测指定引脚上的脉冲信号宽度。

语法：PulseIn（pin，value）
pin，需要读取脉冲的引脚。

Value，需要读取的脉冲类型，HIGH或LOW
3、
参考示例代码
三、实验结果
基础题：
1、搭建实验电路图，将以上Arduino的超声波测距程序烧录到arduino控制板中，使得能在串口输出传感器数据。

在每一行代码后面添加注释，将程序代码及串口输出截图。

提高篇：
1、完成以上基本练习的基础上，试增加一个报警功能（灯光报警），即超过设定的距离阈值即灯光报警。

程序代码及串口监视器截图。

超声波传感器测试实验报告

超声波传感器测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是对超声波传感器的性能进行全面测试，以了解其在不同条件下的工作特性和测量精度，为后续的应用提供可靠的数据支持。

二、实验原理超声波传感器是利用超声波的特性来测量距离和检测物体的。

它通过发射超声波脉冲，并接收反射回来的声波，根据发射和接收的时间差来计算距离。

超声波在空气中的传播速度约为 340 米/秒，通过测量发射和接收的时间间隔 t，距离 d 可以通过公式 d ＝ v × t ／ 2 计算得出，其中 v 为超声波在空气中的传播速度。

三、实验设备与材料1、超声波传感器模块：型号为_____，工作频率为_____kHz。

2、微控制器：＿____型号，用于控制传感器和处理数据。

3、电源：提供稳定的_____V 直流电源。

4、示波器：用于观测传感器的输出信号。

5、障碍物：不同材质和形状的物体，如木板、金属板、球体等。

6、测量工具：卷尺，精度为_____mm。

四、实验步骤1、连接电路将超声波传感器与微控制器按照说明书进行正确连接，确保电源供应稳定。

将示波器连接到传感器的输出端，以观察输出信号的波形和特征。

2、传感器校准在无障碍物的开阔空间中，对传感器进行初始校准，设置基准距离为 0 米。

3、距离测量实验放置传感器在固定位置，分别在距离为 01 米、02 米、05 米、1 米、2 米、3 米、4 米、5 米处放置障碍物，记录传感器测量的距离值。

每个距离点进行多次测量，取平均值以提高测量的准确性。

4、障碍物材质和形状影响实验分别使用木板、金属板、塑料板等不同材质的障碍物，在相同距离下进行测量，观察测量结果的差异。

更换不同形状的障碍物，如平面、曲面、球体等，研究其对测量结果的影响。

5、环境因素影响实验在不同的温度（如 10℃、20℃、30℃）和湿度（如 30%、50%、70%）条件下进行测量，分析环境因素对测量精度的影响。

在有噪声干扰的环境中进行测量，观察噪声对传感器输出信号的影响。

超声波测距实验报告

超声波发射器发射一组超声波脉冲脉冲遇到物体后反射回来接收器接收到反射回来的脉冲，并计算时间差根据时间差和声波速度，计算出物体距离
超声波测距模块工作原理
超声波发射器发射一组超声波脉冲
脉冲遇到物体后反射回来
超声波接收器接收反射回来的脉冲
通过计算发射和接收脉冲之间的时间差，得到物体与传感器之间的距离
编写Arduino程序，控制超声波传感器发送和接收信号
连接Arduino板与电脑，上传程序并运行
调整超声波传感器的角度和位置，确保测量距离准确
开始测量
准备超声波传感器和Arduino板连接超声波传感器和Arduino板编写程序，设置触发和接收引脚启动Arduino板，开始测量距离
数据记录和处理
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
拓展应用场景：将超声波测距技术应用于更多领域，如自动驾驶、智能机器人等。
降低成本：通过优化设计和生产工艺，降低超声波传感器和测距系统的成本，使其更广泛地应用于各种领域。
感谢您的观看
汇报人：XX
实验步骤
准备实验器材
超声波传感器添加标题
连接线添加标题
添加标题 Arduino开发板
添加标题面包板
跳线添加标题
测量工具添加标题
添加标题电脑和软件
添加标题实验环境
搭建实验装置
准备超声波传感器、 Arduino板、面包板、跳线等材料
连接超声波传感器与 Arduino板的引脚
连接Arduino板与面包板的引脚
学会使用超声波传感器进行距离测量
学会分析实验数据，得出结论
掌握数据处理和分析技巧
学习如何使用超声波传感器进行距离测量

超声波测距系统的设计与实现

超声波测距系统的设计与实现随着智能时代的到来，无线通信技术和嵌入式系统逐渐发展成熟，超声波测距技术在环境监测、垃圾桶管理、智能家居等领域得到了广泛的应用。

本文将介绍一种基于超声波测距系统的设计和实现，着重分析其原理、硬件组成和软件实现。

一、原理超声波测距系统是利用超声波的特性，将发射的超声波传播到目标物体表面，接收反射回来的超声波，并根据反射时间来计算目标物体与传感器之间的距离。

其原理如下：1、发射超声波：超声波模块通过震动超声电池晶片产生超声波信号，然后将信号从超声波头发射出去。

2、接收超声波：当超声波信号遇到目标物体，部分能量被目标物体反射回来，传感器接收到反射波并将其转换成电信号。

3、处理超声波：超声波信号由微控制器进行数字信号处理，根据信号的时间差计算出目标物体与传感器的距离。

二、硬件组成1、超声波模块：用于发射和接收超声波信号，并将信号转换成电信号。

2、微控制器：负责对超声波信号进行处理和计算，以及控制其他硬件模块。

3、LED显示器：用于显示距离测量结果。

4、电源模块：用于提供系统的电力供应。

三、软件实现1、初始化：系统启动后，需要对超声波模块、LED显示器、微控制器进行初始化操作，其中包括对端口、引脚、参数等进行设置。

2、读取超声波数据：使用中断方式，不断读取超声波模块返回的数据，并进行处理，得到目标物体与传感器之间的距离。

3、显示：通过LED显示器将距离结果以数字形式展现出来。

四、实验结果通过实验，我们得到了如下数据：当超声波信号发射距离为1m时，所得到的反射信号需要经过1/17000秒才能被传感器接收到，因此在算法中将发射和反射的时间除以2，即可得到目标距离为0.08529m，与实际测量值0.087m误差在5%以内，满足实际应用需求。

五、总结本文基于超声波测距技术实现了一种具有实用价值的测距系统。

该系统硬件模块包括超声波模块、微控制器、LED显示器和电源模块，软件方面主要实现了对数据的读取、处理和显示。

基于超声波传感器的测距系统设计

基于超声波传感器的测距系统设计超声波传感器是一种常见的测距技术，其原理是利用声波在空气中的传播速度来测量距离。

它通常由超声波发射器和接收器组成，通过发射超声波并接收回波来计算与目标物体的距离。

在设计超声波测距系统时，需要考虑以下几个方面：1.硬件设计：-选择合适的超声波传感器：根据实际需要确定超声波传感器的工作频率、探测范围和精度等参数。

-放置传感器：根据实际应用场景确定传感器的放置位置，以确保尽可能减少干扰和误差。

-连接电路设计：根据传感器规格书提供的引脚定义，设计合适的电路连接，包括供电和信号线的连接。

-控制电路设计：根据传感器的工作方式，设计合适的控制电路，包括用于触发测距的信号源和用于接收并处理超声波信号的电路。

-数据处理电路设计：设计合适的数据处理电路，用于接收并处理超声波传感器返回的距离信息。

2.软件设计：-控制程序设计：根据硬件设计确定的控制方式，编写相应的控制程序，包括触发超声波发射和接收回波的时序控制。

-数据处理程序设计：根据接收到的超声波信号，进行合适的数据处理，提取有效的距离信息，并进行相关的校正和滤波处理。

-距离计算程序设计：根据超声波在空气中的传播速度，以及触发超声波发射和接收回波的时间差，计算与目标物体的距离。

3.系统测试和优化：-进行功能性测试：在设计完成后，对测距系统进行功能性测试，确保其能够正常工作。

-进行可靠性测试：通过在实际环境中进行测试，检验系统的测距精度和稳定性。

-进行系统优化：根据测试结果，对系统进行优化，包括硬件和软件方面，以提高测距系统的性能。

超声波传感器的测距系统在实际应用中具有广泛的应用。

例如，在汽车倒车雷达系统中，超声波传感器可以用于测量汽车与障碍物之间的距离，以辅助驾驶员进行安全驾驶。

在工业自动化控制中，超声波传感器可以用于测量物体的位置和距离，以实现精确控制和定位。

此外，超声波传感器的测距系统也可应用于无人机导航、智能家居和机器人等领域。

超声波测距实验报告

超声波测距实验报告超声波测距实验报告引言：超声波测距是一种常见的测量技术，广泛应用于工业、医学和科学研究领域。

通过发射超声波并测量其返回时间，我们可以计算出被测物体与传感器之间的距离。

本实验旨在探究超声波测距的原理和应用，并通过实际操作验证其可靠性和准确性。

实验步骤：1. 实验器材准备：超声波传感器、数字示波器、计算机等。

2. 连接电路：将超声波传感器与数字示波器和计算机相连。

3. 设置参数：根据实验要求，设置传感器的工作频率和测量范围。

4. 发射超声波：通过控制电路，使传感器发射超声波信号。

5. 接收信号：传感器接收到返回的超声波信号，并将其转换为电信号。

6. 数据处理：将接收到的信号传输到计算机，并使用相应的软件进行数据处理和分析。

7. 计算距离：根据超声波的传播速度和返回时间，计算被测物体与传感器之间的距离。

实验结果：经过多次实验，我们得到了一系列距离数据，并进行了统计和分析。

结果表明，超声波测距的准确性较高，误差在合理范围内。

同时，我们还观察到在不同环境条件下，超声波的传播和测量结果可能会受到一定的影响。

例如，声波在空气中的传播速度与温度和湿度有关，因此在不同的环境下，需要进行相应的修正。

实验讨论：超声波测距技术在许多领域中都有广泛应用。

在工业领域，它可以用于测量物体的距离、检测障碍物并进行避障等。

在医学领域，超声波测距被应用于超声诊断、医学成像等。

此外，超声波测距还可以用于地震勘探、水下探测等科学研究领域。

然而，超声波测距也存在一些局限性。

首先，超声波在传播过程中会受到物体的吸收、散射和衍射等影响，从而导致信号衰减和失真。

其次，超声波的传播速度与介质的性质和温度有关，因此在不同的介质中，需要进行相应的修正和校准。

此外，超声波测距还受到传感器的分辨率和灵敏度等因素的限制，影响了其测量的精确度。

结论：通过本次实验，我们深入了解了超声波测距的原理和应用。

实验结果表明，超声波测距是一种准确可靠的测量技术，具有广泛的应用前景。

超声波测距实验报告

超声波测距实验报告电子综合实验课程报告课题名称:超声测距仪专业:生物医学工程班级:,,级生物医学,,班姓名:敖一鹭刘晓莎尹曼邹燕一引言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。

声波测距作为一种典型的非接触测量方法，在很多场合，诸如工业自动控制，建筑工程测量和机器人视觉识别等方面得到广泛的应用。

和其他方法相比，如激光测距、微波测距等，由于声波在空气中传播速度远远小于光线和无线电波的传播速度，对于时间测量精度的要求远小于激光测距、微波测距等系统，因而超声波测距系统电路易实现、结构简单和造价低，且超声波在传播过程中不受烟雾、空气能见度等因素的影响，在各种场合均得到广泛应用。

然而超声波测距在实际应用也有很多局限性，这都影响了超声波测距的精度。

一是超声波在空气中衰减极大，由于测量距离的不同，造成回波信号的起伏，使回波到达时间的测量产生较大的误差;二是超声波脉冲回波在接收过程中被极大地展宽，影响了测距的分辨率，尤其是对近距离的测量造成较大的影响。

其他还有一些因素，诸如环境温度、风速等也会对测量造成一定的影响，这些因素都限制了超声波测距在一些对测量精度要求较高的场合的应用，如何解决这些问题，提高超声波测距的精度，具有较大的现实意义。

为了今后能够为社会做出更多有益的发明发现，超声测距课程设计应运而生。

二课题要求以单片机AT89C51为中心控制单元，配以超声波发射、接收装置，实现超声波发射及接收其遇到障碍物发生反射形成的回波信号，并根据超声波在介质中的传播速度及超声波从发射到接收到回波的时间，计算出发射点距障碍物的距离，设计出一套基于单片机的脉冲反射式超声波测距系统，利用单片机进行操作控制，用数码管作输出显示，设计发射、接收、检测、显示硬件电路和测距系统软件。

三基本要求1 能实现测距操作;2 能清晰稳定地显示测量结果, 具有测量完成提示;3 能正确实现单次测量;4 测量范围在0.5——2m;5 测量精确度2cm。

超声波传感器测距实验

实验一超声波传感器测距实验一、实验目的了解超声波在介质中的传播特性；了解超声波传感器测量距离的原理。

二、基本原理超声波测距仪由超声波传感器(超声波发射探头T和接收探头R)及相应的测量电路细成。

超声波是听觉阈值以外的振动，其常用频率范围在20KHz～60KHz之间，超声波在介质中可以产生三种形式的振荡波：横波、纵波、表面波。

本实验为空气介质，用纵波测量距离。

超声波发射探头的发射频率为40KHz，在空气中波速为344m／S。

当超声波在空气中传播时碰到不同介面时会产生一个反射波和折射波，从介面反射回来的波由接收探头接收输入测量电路放大处理。

通过测量超声波从发射到接收之间的时间差△t，就能从S＝u0×△t算出相应的距离。

式中u0为超声波在空气中传播速度。

三、需用器件与单元主机箱、超声波传感器实验模板(装有超声波传感器)、反射档板。

四、实验步骤1、超声波传感器由发射头T和接收数R组成。

超声探头已装在实验模板的右上端，它们的引线V T、公共端(⊥)、V R在实验模板的左上端。

2、将实验模板上的V T与V T、V R与V R 及⊥相应连接，再将实验模板的±15V、⊥及输出V o2与主机箱的相应电源和电压表(量程20V档)相连，如图1所示。

图1 超声波测距实验接线图3、离超声波传感器20cm(0～20cm左右为超声波测量盲区)处放置反射挡板，调节挡板对准探头角度，合上主机箱电源。

4、平行移动反射板，依次递增3cm并依次记录电压表数据填入表1。

表1 超声波传感器测距实验数据X（cm）20 23 26 29 32 35 38 41 44 V(V)V1 0.24 0.27 0.32 0.35 0.39 0.41 0.44 0.48 0.51V2 0.25 0.28 0.31 0.34 0.38 0.41 0.45 0.49 0.52V3 0.24 0.28 0.31 0.33 0.36 0.40 0.43 0.47 0.51V4 0.24 0.27 0.32 0.34 0.38 0.41 0.44 0.49 0.51V5 0.25 0.27 0.32 0.34 0.37 0.40 0.44 0.48 0.52V(平均) 0.24 0.27 0.32 0.34 0.38 0.41 0.44 0.48 0.51五、实验结果根据表1 超声波传感器测距实验数据，作出实验X—V曲线，计算灵敏度和线性度。

超声波传感器测距实验.

超声波传感器测距实验.超声波传感器测距实验一、实验目的：认识超声波在介质中的流传特征；认识超声波传感器丈量距离的原理和构造。

二、基来源理：超声波传感器由发射探头、接收探头及相应的丈量电路组成。

超声波是听觉阈值之外的振动，其常用频次范围在104～3×106之间，超声波在介质中能够产生三种形式的振荡波：横波、纵波、表面波。

用于丈量距离时采纳纵波。

本实验用超声波发射探头的发射频次为40KHz，在空气中波速为344m/s。

当超声波在空气中流传遇到金属介面时会产生一个反射波和折射波，从金属介面反射回来的波由接收探头接收探头接输入丈量电路，计算超声波从发射到接收之间的时间差t，从 s=v·Δt 就能算出相应的距离。

三、需用器件与单元：超声波传感器实验模板、超声波发射及接收器件、反射挡板、数显表、± 15V 电源。

四、实验步骤：1、超声波传感器发射和接收四根尾线中，编号为1、2 的二根线插入发射电路两个端孔；编号为 3、4 的二根线插入接收电路二个端孔。

从主控箱接入±15V。

2、距超声波传感器 5cm(0～5cm 左右为超声波丈量盲区 )处搁置反射挡板，合上电源。

实验模板滤波电路输出端与主控箱 V i相接，电压选择 2V 档。

调理挡板对正探头的角度，使输出电压达到最大。

3、以三源板侧边为基准，平行挪动反射板，挨次递加2cm，读出数显表上的数据，记入表16-1。

表 16-1 超声波传感器输出电压与距离之关系。

X(mm)U(v)4、依据一 16-1 数据画出 V-X 曲线，并计算其敏捷和线性度。

五、思虑题：调理反射档板的角度，重复上述实验，超声波传感还可用于丈量角度吗？。

超声波测距实验的使用教程

超声波测距实验的使用教程引言超声波测距技术是一种常用的非接触测距技术，在很多领域都有广泛的应用，比如无人机避障、车辆倒车雷达等。

本文将为大家介绍超声波测距实验的使用教程，帮助大家更好地了解和应用这一技术。

一、实验器材准备在进行超声波测距实验之前，我们需要准备以下器材：1. 超声波传感器：市面上有许多超声波传感器可供选择，常见的有HC-SR04和JSN-SR04T等。

不同型号的超声波传感器性能上稍有差异，但使用方法基本相同。

2. Arduino开发板：Arduino是一种开源的微控制器平台，广泛应用于各种科技创作和教育项目中。

我们可以利用Arduino来控制超声波传感器，并进行测距实验。

3. 连接线：用于将超声波传感器与Arduino开发板连接起来。

二、组装与连接1. 将超声波传感器与Arduino开发板进行连接。

一般来说，超声波传感器的引脚有4个，分别为VCC、Trig、Echo和GND。

其中，VCC连接Arduino的5V引脚，Trig连接任意数字引脚（比如数字引脚2），Echo连接另一根数字引脚（比如数字引脚3），GND连接Arduino的GND引脚。

2. 使用连接线将超声波传感器与Arduino开发板适当连接。

三、编写程序使用Arduino IDE（集成开发环境）编写程序来控制超声波传感器进行测距。

1. 打开Arduino IDE软件，创建新的项目。

2. 在项目中，首先需要导入“Ultrasonic.h”库文件，该库文件提供了一些常用的函数，方便我们进行超声波测距。

3. 在setup函数中，初始化串口通信，并设置Trig引脚为输出模式，Echo引脚为输入模式。

4. 在loop函数中，利用超声波传感器进行测距。

1) 首先，将Trig引脚置为高电平一段时间（至少10微秒），然后再置为低电平。

这个过程是为了向超声波传感器发射一次短时脉冲。

2) 然后，通过Echo引脚上的脉冲宽度来计算得到测距结果。

基于超声波测距与控制的运动实验平台研发

实验平台功能与应用
平台功能模块介绍
超声波测距模块：用于测量物体距离，提供位置信息运动控制模块：根据测距结果，控制运动平台移动数据采集模块：实时采集实验数据，便于后续分析处理人机交互模块：提供友好的操作界面，方便用户操作与监控
实验项目设计与实施
实验项目选择：根据实际需求选择合适的实验项目
超声波传感器类型：压电式、磁致伸缩式、电磁式等
特点：测量精度高、抗干扰能力强、可在恶劣环境下工作
选择依据：根据实际需求，综合考虑测量范围、精度、环境
因素等
测距精度与误差分析
测距精度：超声波测距技术的精度主要受声速、声波传播时间、温度等因素影响误差分析：误差来源包括声速不稳定、信号处理误差、环境噪声干扰等减小误差方法：采用高精度计时器、优化信号处理算法、降低环境噪声等实验结果：通过实验验证，超声波测距技术具有较高的精度和可靠性
实验方案设计：制定详细的实验方案，包括实验目标、实验步骤、实验数据采集与分析等
实验平台搭建：根据实验方案搭建实验平台，确保平台的稳定性和可靠性实验实施与数据采集：按照实验步骤进行实验，并采集实验数据
数据分析与结论：对实验数据进行处理和分析，得出实验结论，为后续的应用提供依据
实验结果分析与评估
实验数据收集：对实验过程中获取的数据进行整理和分类
实验目的：验证超声波测距在智能车避障中的实际效果
实验设备：智能车、超声波测距模块、控制器等
实验过程：智能车在行驶过程中通过超声波测距模块实时获取周围障碍物的距离信息，控制器根据距离信息控制智能车的转向和速度，实现避障功能
实验结果：成功实现智能车在复杂环境下的避障功能，提高了智能车的安全性和可靠性
案例三：无人机巡航实验

超声波传感器的测距系统设计精品

基于超声波传感器的测距系统设计一．超声波测距系统总体设计1.1．超声波和超声波传感器1.1.1．超声波在科学史上，人们很久以前对声音信号就有了认识，我们生活的世界充满了各种可听的声信号。

声学是最早发展的学科之一。

我国两千多年前的先秦时期，在乐律和乐器的研究方面，对声学的发展作出了重要的贡献。

在国外，19世纪，声学已成为具有现代意义的科学并发展到相当高的水平。

然而超声波人们发现的就相对晚一点了。

由于超声是人耳听不到的信号，直到18世纪，人们在研究蝙蝠、海豚等动物时，才推测自然界中存在超声。

我们知道以前在物理课中学过，人们可听到的声音频率为20HZ-20KHz，即为可听声波，超出频率范围的声音，即20Hz以下的声音称为低频声波，频率高于人类听觉上限频率(约20KHz)的声波，称为超声波，或称超声。

声波的速度越高，越与光学的某些特性如发射定律、折射定律相似。

由于声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向不同，声波的波形也不同。

一般有以下几种：①纵波质点振动方向与传播方向一致的波，称为纵波。

它能在固体、液体和气体中传播。

②横波质点的振动方向与传播方向相垂直的波，称为横波。

它只能在固体中传播。

⑧表面波质点的振动介于纵波和横波之间，沿着表面传播，振幅随着深度的增加而迅速地衰减，称为表面波。

表面波只在固体地表面传播。

1.1.2超声波传感器结构超声波为直线传播方式，频率越高，绕射能力越弱，但反射能力越强，为此，利用超声波的这种性质就可制成超声波传感器。

它是一种将其他形式的能转变为所需频率的超声能或是把超声能转变为同频率的其他形式的能的器件。

目前常用的超声传感器有两大类，即电声型与流体动力型。

电声型主要有：1．压电传感器：2．磁致伸缩传感器：3．静电传感器。

流体动力型中包括有气体与液体两种类型的哨笛。

压电传感器属于超声传感器中电声型的一种。

探头由压电晶片、楔块、接头等组成，是超声检测中最常用的实现电能和声能相互转换的一种传感器件，是超声波检测装置的重要组成部分。

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。

超声波测距在某些场合有着显著的优点，因为这种方法是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的，因此它是一种非接触式的测量，所以他就能够在某些场合或环境比较恶劣的环境下使用。

比如测有毒或者有腐蚀性化学物质的液面高度或者高速公路上快速行驶汽车之间的距离。

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，最注重发展到具有创造力。

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。

(完整word版)超声波测距实验报告

超声波测距系统实物设计报告一.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。

二.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。

超声波振荡器控制门超声波放大器闸门CP 信号（2Hz ）计数开启清零计数超声波放大滤波正弦波前沿检测超声波接收器超量程灯光显示小于0.3米蜂鸣报计数显示电路反射物超声波发射器17KHzCP2、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；其中值得注意的就是40khz的占空比一定要精确的得到50%，这个和你测试的准确度和高度直接相关，我们在提高高度的过程中其中一个步骤就是回过头来再去调整40khz的准确度。

超声波传感器测距探究教案综合实践七年级

《超声波传感器测距探究》一、教学分析1、项目分析我校学生通过问卷调查，发现“坐姿前倾、近距离用眼”是造成近视的主要成因之一，因此学生提出创意。

经过展评，学生选取了具可操作性的创意项目——《制作能测距会报警的坐姿纠正器》，开展本次综合实践活动。

活动过程分为发现问题、分析需求、设计模型、技术探究、作品验证、改进完善６个阶段。

本课的内容是《超声波传感器测距探究》，在项目中处于技术探究阶段，也是技术探究重点。

2、学情分析在知识技能方面，学习本课前，学生已有初步体验了用AS-block软件编程设计ＬＥＤ灯闪烁信号、蜂鸣信号。

但面对陌生的超声波传感器，隐性的超声波反射路径问题，需要寻求帮助。

在情感方面，对创客工具本身的好奇心刚刚建立，需要特定情境来激发持续的学习兴趣。

在认知能力方面，学生一般能从坐姿现象中发现问题，但分析问题比较片面，探究能力也存在个体差异，需要同伴互助。

3、教学目标知识与技能1、学会连接超声波传感器到ARDUINO板对应端口，学会观察测量结果；2、能说出超声波无效反射路径对测量结果的影响及改进措施；3、学会应用AS-block的”如果……那么……否则……”模块编程过程与方法１、养成利用信息技术平台进行自主学习的习惯；２、在测距实验及成果展示中体验合作学习的优势；３、在发现问题—分析问题—解决问题的过程中，学会探究学习；情感与价值观1、增强健康的坐姿意识；2、建立合作、探究、分享的意识。

4、教学重点1、超声波传感器连接方法及测量结果观察方法。

2、用”如果……那么……否则……”模块编写程序，启动信号，提醒坐姿；5、教学难点本课的难点是：隐性的超声波无效反射路径对测量结果的影响及改进措施。

二、教学策略教法：情境教学法、任务驱动法学法：自主学习法、小组合作法、探究学习法。

分组方式：三人一组（或两人一组），强弱搭配。

教学准备：learnsite信息技术学习平台、调查报告、微课（连接图、程序图、微视频）、教育云平台中的计时、积分工具四、教学评价1、小组活动自评表小组活动自评表自评人：2、成果展示互评表成果互评表3、探究素养师评价工具此评价由教师点赞，科代表在教育云平台互动课堂工具——小组积分记录，实时呈现结果。

超声波传感器测距实验平台设计与实验

基于超声波传感器的测距系统设计

实验12 超声波传感器测距

超声波传感器测试实验报告

超声波测距实验报告

超声波测距系统的设计与实现

基于超声波传感器的测距系统设计

超声波测距实验报告

超声波测距实验报告

超声波传感器测距实验

超声波传感器测距实验.

超声波测距实验的使用教程

基于超声波测距与控制的运动实验平台研发

超声波传感器的测距系统设计 精品

超声波测距实验报告

超声波测距仪设计实验报告

(完整word版)超声波测距实验报告

超声波传感器测距探究教案 综合实践七年级

超声波传感器的测距系统设计精品

超声波传感器测距探究教案综合实践七年级