超声波测距原理

作者：蒋雅娴时间：2015-02-03来源：电子产品世界收藏

　　摘要：超声波想必大家都很熟悉了，看到超声波测距肯定会想到蝙蝠吧，蝙蝠就是利用超声波飞行和捕捉食物。超声波指向性强，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，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。下面小编给大家介绍一下超声波测距原理。

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1.超声波测距原理--简介

　　超声波作为一种传输信息的媒体，由于其本身的直射性和反射性，以及不易受光照、电磁波等外界因素影响的特性，在探伤、测距、测速等多种领域越来越受到重视。超声波是频率高于20K赫兹的声波，他的方向性好，穿透力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有多的应用。超声波因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。

2.超声波测距原理—分类

　　在超声探测电路中，在发射端得到输出脉冲为一系列方波，这一系列方波的宽度为发射超声与接收超声的时间间隔，显然被测物距离越大，脉冲宽度越大，输出脉冲的个数与被测距离成正比。超声测距大致有以下方法：

　　(1)取输出脉冲的平均值电压，该电压(电压的幅值基本固定)与距离成正比，测量电压即可测得距离;

　　(2)测量输出脉冲的宽度，即发射超声波与接收超声波的时间间隔t。因此，被测距离为S=1/2vt。

3.超声波测距原理

　　在分类中讲到两种测距方法，最为常用的是第二种方法，下面我们主要介绍一下第二种方法的具体工作原理。

　　如图，通过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时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V ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即:

　　S = V·△t /2

　　这就是所谓的时间差测距法。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。在使用时,如果温度变化不大, 则可认为声速是基本不变的。常温下超声波的传播速度是334 米/秒,但其传播速度V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大，如温度每升高1 ℃, 声速增加约0. 6 米/ 秒。如果测距精度要求很高, 则应通过温度补偿的方法加以校正。已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为：

　　V = 331.45 + 0.607T