超声波测距(超声波测距其实不简单)

超声波测距(超声波测距其实并不简单)

1导言

超声波作为一种传递信息的介质,在许多领域越来越受到重视,如探伤、测距、测速等。,因为它的直接性和反射性,以及它不易受光照、电磁波等外界因素影响的特性。超声波是一种频率高于20kHz的声波。指向性好,穿透力强,易于获得集中声能,水中距离远,可用于测距、测速、清洗、焊接、粉碎、杀菌消毒等。红豆博客在医学军事、工业、农业等方面都有很多应用。超声波因其频率下限约等于人类听力上限而得名。

2分类

在超声波检测电路中,发射端得到的输出脉冲是一系列方波,其宽度为发射和接收超声波的时间间隔。显然,被测物体之间的距离越大,脉冲宽度越大,输出脉冲的数量就与被测距离成正比。超声波测距有以下几种方法:

(1)取输出脉冲的平均电压,该电压(电压的幅值基本固定)与距离成正比,通过测量电压可以测出距离;

(2)测量输出脉冲的宽度,即发射和接收超声波的时间间隔t。因此,测得的距离为S=1/2vt。

3超声波测距原理

在分类中,有两种测距方法,最常用的是第二种方法。这里主要介绍第二种方法的具体工作原理。

如图,超声波发射器向某个方向发射超声波,在发射时间的同时开始计时。超声波在空气体中传播时,遇到障碍物会立即回来,超声波接收器收到反射波后会立即停止计时。超声波在空气体中的传播速度为V,根据计时器记录的发射和接收回波的时间差△t,可以计算出发射点到障碍物的距离s,即:

S = V△t /2

这就是所谓的时差测距法。由于超声波也是一种声波,其声速C与温度有关。表1列出了几种不同温度下的声速。使用时,如果温度变化不大,可以认为声速基本不变。在室温下,超声波的传播速度为334m/s,但其传播速度V容易受到空气体中温度、湿度、压力等因素的影响,其中温度的影响较大。比如温度升高1℃,声速增加0左右。6m/s,如果测距精度很高,就要进行温度补偿修正。当现场环境温度T已知时,超声波传播速度V的计算公式为:

v = 331.45+0.607吨

声速确定后,通过测量超声波的往返时间就可以得到距离,这就是超声波测距仪的机理。

4连接模式

USB串口一端连接计算机,另一端对应连接AJ-SR04M超声波测距模块接口,如下图所示:

5数据配置

打开COMMBOX通讯调试工具,配置好【串口号】和【波特率】,点击【打开串口】,在输入框中输入任意要发送的串口数据,然后点击【开始发送】。数据显示后,点击【停止发送】暂停数据。如图所示:

6数据测试

模块一

模块2

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