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文檔簡介
1、本論文研究的是使用高精度超聲波系統(tǒng)來測量距離和溫度。
首先,利用不同頻率的超聲波信號在超聲波傳播同一距離后,產(chǎn)生不同的相位差的原理,設(shè)計了多頻率相位差法的超聲波測距系統(tǒng)。在空氣中使用多個連續(xù)發(fā)射的超聲波來精確的測量距離,主要使用三個不同但很接近的超聲波頻率,在超聲波發(fā)射器與接收器是同一個距離的條件下,分別得到三個不同的相位差來實現(xiàn)測距。系統(tǒng)利用單片機,設(shè)計多頻率連續(xù)波的發(fā)生器和相位檢測器,通過記錄并計算相位差的信息和距離,
2、再將數(shù)據(jù)送到LCD(液晶屏幕)或PC。PC用于校正系統(tǒng),校正后的多頻率相位差法的超聲波系統(tǒng)可獨立操作并在LCD上顯示距離。使用該系統(tǒng)進行了距離檢測測試,距離范圍超過1500mm,可測量的解析度高達0.05mm。測試表明,此超聲波測距系統(tǒng)的主要優(yōu)點是解析度高、使用低成本的窄頻超聲波發(fā)射器并且容易實現(xiàn)和操作。
其次,利用在一對超聲波發(fā)射器和接收器之間的空氣中,其平均溫度與音速有高度聯(lián)系的原理,設(shè)計了超聲波測量溫度的新方法。將兩
3、個低成本的40khz超聲波轉(zhuǎn)換器放置在保溫箱中。使用面對面的方式來連續(xù)發(fā)射和接收超聲波,兩個頻率按順序發(fā)射出去就可以得到個別的相位差,當(dāng)超聲波發(fā)射器和接收器的距離固定時,比較兩個頻率的相位差來得到超聲波速度的精確值。超聲波的測音速系統(tǒng)實現(xiàn)對保溫箱快速精確的溫度監(jiān)控,利用單片機設(shè)計兩個頻率連續(xù)波的發(fā)射器和相位檢測器,記錄和計算相位差的信息來重建溫度,然后再送到PC。PC主要用來校正系統(tǒng)并對保溫箱的溫度記錄和控制。根據(jù)理論推導(dǎo),當(dāng)超聲波發(fā)射
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