第一篇：超聲波測(cè)距儀-實(shí)習(xí)總結(jié)

電子實(shí)習(xí)總結(jié)

2010-2011學(xué)年第一學(xué)期，08級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)電子實(shí)習(xí)與09級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)，所采用的題目均是“超聲波無(wú)線(xiàn)測(cè)距儀設(shè)計(jì)”。該題目是貫徹機(jī)電系教學(xué)改革精神，根據(jù)實(shí)踐教學(xué)要求，新近設(shè)計(jì)研發(fā)的實(shí)習(xí)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)兩周的實(shí)習(xí)過(guò)程，對(duì)于其中一些進(jìn)步的方面與發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，以便為接下來(lái)的教改工作提供有價(jià)值的參考。

對(duì)于此次設(shè)計(jì)過(guò)程，一些收獲令人滿(mǎn)意：

第一，從教師團(tuán)隊(duì)的角度來(lái)說(shuō)，是一次比較成功的鍛煉機(jī)會(huì)。無(wú)論對(duì)于設(shè)計(jì)研發(fā)的老師，還是對(duì)參與實(shí)習(xí)指導(dǎo)的老師，都從中得到了全方面的提高。相對(duì)于原先的教學(xué)套件，本設(shè)計(jì)從理論基礎(chǔ)，到軟硬件設(shè)計(jì)，老師們都能夠做到深刻理解，熟練掌握。因此在實(shí)習(xí)過(guò)程中，指導(dǎo)的針對(duì)性相較以往，有了明顯的進(jìn)步。學(xué)生反響較好。同時(shí)，在實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)進(jìn)行答辯，有效的提高了教師對(duì)于學(xué)生掌握實(shí)踐效果的認(rèn)識(shí)，能夠更好的指導(dǎo)下一步的工作。

第二，從學(xué)生角度來(lái)說(shuō)，一周的時(shí)間，嚴(yán)格按照實(shí)習(xí)大綱安排，進(jìn)行了全方面的理論學(xué)習(xí)，到元器件焊接，最后進(jìn)行設(shè)計(jì)分組答辯。時(shí)間緊湊，內(nèi)容充實(shí)。從實(shí)習(xí)答辯過(guò)程與實(shí)習(xí)報(bào)告的反饋來(lái)看，大家都能夠做到主動(dòng)思考，積極求解。尤其是對(duì)于一些成績(jī)相對(duì)較差的學(xué)生，在實(shí)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)非常主動(dòng)，令人印象深刻。尤其在答辯過(guò)程中，將固定的“老師問(wèn)——學(xué)生答”方式實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)，變成“學(xué)生問(wèn)——教師答——教師問(wèn)——學(xué)生答”，用答疑的方式，鼓勵(lì)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題。這種嘗試，對(duì)于實(shí)習(xí)過(guò)程總結(jié)與提高意義重大。尤其是鼓勵(lì)每名同學(xué)積極主動(dòng)的尋找問(wèn)題，用啟發(fā)式的問(wèn)題促進(jìn)每個(gè)人去思考問(wèn)題，符合我們教學(xué)改革的目的。同時(shí)，讓每名老師的身份由“考官”變?yōu)榭忌?，也能夠很好的促進(jìn)教師們的學(xué)習(xí)能力，為更好的了解學(xué)生所想，打下基礎(chǔ)。建議將此經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系內(nèi)教研討論。

第三，從系部角度來(lái)說(shuō)，由于教學(xué)改革勢(shì)在必行，因此由任課教師設(shè)計(jì)有針對(duì)性的實(shí)習(xí)內(nèi)容也是大勢(shì)所趨。第一步的邁出，為今后的更多更好的題目研發(fā)做了鋪墊，也會(huì)促進(jìn)更多的教師積極參與其中。未來(lái)的電子實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該為所有學(xué)生提供豐富的題目選擇，滿(mǎn)足不同的興趣愛(ài)好。同時(shí)，更多的實(shí)習(xí)題目，也為畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了豐富的素材，對(duì)于一些校企合作項(xiàng)目，或者橫向與縱向課題的研發(fā)，打下了基礎(chǔ)。

當(dāng)然，任何過(guò)程都有兩面性，在兩周的設(shè)計(jì)過(guò)程中，也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，在此進(jìn)行梳理，有利于日后工作的改進(jìn)：

第一，實(shí)習(xí)進(jìn)度安排過(guò)緊，參與的教師與學(xué)生時(shí)間緊張。由于教學(xué)計(jì)劃安排，將電子實(shí)習(xí)與課程設(shè)計(jì)，統(tǒng)一安排到期末時(shí)間段，難免造成時(shí)間沖突或者實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地的爭(zhēng)搶問(wèn)題。特別對(duì)于指導(dǎo)教師的參與數(shù)量，會(huì)出現(xiàn)一名教師，同時(shí)負(fù)責(zé)多個(gè)設(shè)計(jì)或?qū)嵙?xí)的情況，并且期末階段，同樣有監(jiān)考，閱卷任務(wù)，因此難免顧此失彼，大大降低指導(dǎo)的效果。在此建議，不妨在教學(xué)計(jì)劃的制定過(guò)程中，將電子實(shí)習(xí)或者課程設(shè)計(jì)推后一個(gè)學(xué)期，即在課程完成的第二個(gè)學(xué)期期中階段，開(kāi)始實(shí)踐教學(xué)。優(yōu)點(diǎn)在于一方面不造成人員或者時(shí)間沖突，另一方面也有利于加強(qiáng)學(xué)生們對(duì)于課程的持續(xù)性記憶。

第二，教師團(tuán)隊(duì)的配合需要進(jìn)一步加強(qiáng)。由于第一次原創(chuàng)實(shí)習(xí)題目的設(shè)計(jì)，時(shí)間比較倉(cāng)促，因此從方案制定到方案驗(yàn)證，最后到器件的選購(gòu)，都需要一個(gè)熟悉的過(guò)程。臨近實(shí)習(xí)時(shí)間，才將整個(gè)過(guò)程結(jié)束，所以耽誤了參與指導(dǎo)的教師提前學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。因此，對(duì)于今后相關(guān)的課程設(shè)計(jì)或者電子實(shí)習(xí)，建議在每個(gè)學(xué)期的期末，由設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人定下實(shí)習(xí)題目，并且利用假期時(shí)間進(jìn)行方案整理與設(shè)計(jì)，在新學(xué)期開(kāi)始，即開(kāi)始進(jìn)入方案的實(shí)施與操作。出現(xiàn)問(wèn)題，也有充裕時(shí)間解決，同時(shí)也便于參與的教師有充足時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與討論。

第三，設(shè)計(jì)研發(fā)費(fèi)用的問(wèn)題。本次課程設(shè)計(jì)的研發(fā)費(fèi)用由老師先行墊付，所有參與指導(dǎo)的教師材料費(fèi)，也一并歸并到學(xué)生們的材料費(fèi)當(dāng)中。希望系部能夠?qū)τ谘邪l(fā)啟動(dòng)資金予以支持，由于設(shè)計(jì)題目相對(duì)較小，所以研發(fā)費(fèi)用相對(duì)較少，但是對(duì)于參與設(shè)計(jì)的教師會(huì)有一種精神鼓勵(lì)。否則，如果單純靠教師的個(gè)人付出，可能會(huì)有一些難度。

第四，指導(dǎo)教師的組成問(wèn)題。本次課程設(shè)計(jì)，每個(gè)班級(jí)由一名教師負(fù)責(zé)。明顯感覺(jué)人手緊張，建議遵循領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)，最多每名教師負(fù)責(zé)20名學(xué)生的指導(dǎo)工作?？梢哉{(diào)動(dòng)實(shí)驗(yàn)員的參與度，讓更多實(shí)驗(yàn)員老師參與到指導(dǎo)過(guò)程，提高其工作量的同時(shí)，也增強(qiáng)了理論與實(shí)踐結(jié)合的能力。第五，答辯方式的選擇問(wèn)題。本學(xué)期的答辯過(guò)程，采用的是分組答辯方式，由于準(zhǔn)備相對(duì)倉(cāng)促，學(xué)生對(duì)于相關(guān)的知識(shí)背景了解較少。在此建議，對(duì)于不同學(xué)科的實(shí)習(xí)工作，由任課老師在授課過(guò)程中，很好的結(jié)合相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，從而使同學(xué)們?cè)趯?shí)踐過(guò)程中做到“熟悉——理解——掌握”。避免出現(xiàn)為了應(yīng)付成績(jī)，而相互敷衍的不良效果。

綜上所述，只要每名教師都能夠擔(dān)負(fù)起主人翁意識(shí)，相信我們會(huì)有一個(gè)更加團(tuán)結(jié)的隊(duì)伍，整個(gè)教學(xué)過(guò)程也會(huì)更加富有成效。我們會(huì)繼續(xù)努力的！

簽名：

****年**月**日

第二篇：超聲波測(cè)距總結(jié)

超聲波測(cè)距

超聲波傳感器用于超聲控制元件，它分為發(fā)射器和接收器。發(fā)射器將電磁振蕩轉(zhuǎn)換為超聲波向空氣發(fā)射，接收器將接受的超聲波進(jìn)行聲電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娒}沖信號(hào)。實(shí)質(zhì)上是一種可逆的換能器，即將電振蕩的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械振蕩，形成超聲波；或者有超聲波能量轉(zhuǎn)換為電振蕩。常用的傳感器有T40-XX和R40-XX系列，UCM-40T和UCM-40R系列等；其中T代表發(fā)射傳感器，R代表接收傳感器，40為中心頻率40KHZ。

超聲波的傳播速度

縱波、橫波及表面波的傳播速度取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)以及介質(zhì)的密度。

1.液體中的縱波聲速：

C1=

k/?

2.氣體中的縱波聲速：

C2=

P·?/?

式中：K——體積彈性模量

?——熱熔比

P——靜態(tài)壓力

?——密度

注：氣體中聲速主要受溫度影響，液體中聲速主要受密度影響，固體中聲速主要受彈性模量影響；一般超聲波在固體中傳播速度最快，液體次之，氣體中傳播速度最慢。超聲波測(cè)距原理

通過(guò)超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),超聲波在空氣中傳播時(shí)碰到障礙物就立即返回來(lái),超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為v ,而根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的測(cè)出發(fā)射和接收回波的時(shí)間差△t ,就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離S ,即: S = v·△t /2

這就是所謂的時(shí)間差測(cè)距法 或：

由于超聲波也是一種聲波, 其聲速C與溫度有關(guān),表1列出了幾種不同溫度下的聲速。在使用時(shí),如果溫度變化不大, 則可認(rèn)為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334 米/秒,但其傳播速度V 易受空氣中溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素的影響,其中受溫度的影響較大，如溫度每升高1 ℃, 聲速增加約0.6 米/ 秒。如果測(cè)距精度要求很高, 則應(yīng)通過(guò)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕū鞠到y(tǒng)正是采用了溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ?。已知現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度T 時(shí), 超聲波傳播速度V 的計(jì)算公式為：

V = 331.45 + 0.607T

聲速確定后, 只要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間,即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距儀的機(jī)理。

超聲波發(fā)生器可以分為兩類(lèi)：

1、使用電氣方式產(chǎn)生超聲波；

2、用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型，磁致伸縮型和電動(dòng)型等；機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各有不同，因而用途也各有不同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，其又可分為兩類(lèi)：（1）順壓電效應(yīng)：某些電介物質(zhì)，在沿一定方向上受到外力作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在其表面上會(huì)產(chǎn)生電荷；當(dāng)外力去掉后，又從新回到不帶電的狀態(tài)，這種將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象稱(chēng)順壓電效應(yīng)（超聲波接收器的工作原理）。（2）逆壓電效應(yīng)：在電介質(zhì)的極化方向上施加電場(chǎng)，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形，當(dāng)去掉外加電場(chǎng)時(shí)，電介質(zhì)的變形隨之消失，這種將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的現(xiàn)象稱(chēng)逆壓電效應(yīng)（超聲波發(fā)射器的工作原理）。

系統(tǒng)框圖

超聲波發(fā)射電路 方案一

利用555定時(shí)器構(gòu)成多謝振蕩器產(chǎn)生40KHz的超聲波。如下圖為555定時(shí)器構(gòu)成的多謝振蕩器，復(fù)位端4由單片機(jī)的P0.4口控制，當(dāng)單片機(jī)給低電平時(shí)，電路停振；當(dāng)單片機(jī)給高電平時(shí)電路起振。接通電源后，電容C2來(lái)不及充電，6腳電壓Uc=0，則U1=1,555芯片內(nèi)部的三極管VT處于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)Vcc經(jīng)過(guò)R3和R2向C2充電，當(dāng)充至Uc=2/3Vcc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)U1=0，VT導(dǎo)通；這時(shí)電容C2經(jīng)R2和VT放電，當(dāng)降至Uc=1/3Vcc時(shí)，輸出翻轉(zhuǎn)U1=1.C2放電終止、又從新開(kāi)始充電，周而復(fù)始，形成振蕩。其振蕩周期t1和放電時(shí)間t2有關(guān)，振蕩周期為:

T=t1+t2?0.7(R3+2R2)C2

f=1/T=1/(t1+t2)?1.43/(R3+2R2)C2=40KHz 有上面公式可知，555多諧振蕩器的振蕩頻率由R2，R3，C2來(lái)確定。所以在電路設(shè)計(jì)時(shí)，先確定C2,R2的取值，即C2=3300pf,R2=2.7K?。再將R2和C2的值代入上式中可得：

R3=1.43/C2·f-2R2 為了方面在實(shí)驗(yàn)中使用555芯片的3腳輸出40KHz的方波，在這里將其用10K的電位器代替。

為了增大U1的輸出功率，將555芯片的8腳接+12v的電壓，同時(shí)將其復(fù)位端4腳接高電平，使用示波器觀(guān)察555芯片3腳的輸出波形，通過(guò)調(diào)節(jié)電位器R3的阻值，使其輸出波形的頻率為40KHz。

方案二

該超聲波發(fā)射電路，由F1至F3三門(mén)振蕩器在F3的輸出為40KHz方波，工作頻率主要由C1、R1和RP決定，用RP可調(diào)電阻來(lái)調(diào)節(jié)頻率。F3的輸出激勵(lì)換能器T40-16的一端和反相器F4輸出激勵(lì)換能器T40-16（反饋耦合元件）的另一端，因此，加入F4使激勵(lì)電壓提高了一倍。電容C2、C3平衡F3和F4的輸出使波形穩(wěn)定。電路中的反相器用CC4069六反相器中的四個(gè)反相器剩余兩個(gè)不用（輸入端應(yīng)接地）。電源用9V疊層電池；測(cè)量F3輸出頻率應(yīng)為40KHz,否則應(yīng)調(diào)節(jié)RP，發(fā)射波信號(hào)大于8m。

方案三

該超聲波發(fā)射電路由VT1、VT2組成正反饋振蕩器。電路的振蕩頻率決定于反饋元件的T40-16，其諧振頻率為40KHz；頻率穩(wěn)定性好，不需做任何調(diào)整，并由T40-16作為換能器發(fā)出40KHz的超聲波信號(hào)；電感L1與電容C2調(diào)諧在40KHz起作諧振作用。本電路電壓較寬（3v至12v），且頻率不變。電感采用固定式，電感量5.1mH，整工作電流約25mA，發(fā)射超聲波信號(hào)大于8m。

方案四

該發(fā)射電路主要有四與非門(mén)電路CC4011完成諧振及驅(qū)動(dòng)電路功能，通過(guò)超聲波換能器T40-16輻射出超聲波去控制接收器。其中門(mén)YF1和門(mén)YF2組成可控振蕩器，當(dāng)S按下時(shí)，振蕩器起振，調(diào)整RP改變振蕩器頻率為40KHz；振蕩信號(hào)分別控制由YF3、YF4組成的差相驅(qū)動(dòng)器工作，當(dāng)YF3輸出高電平時(shí)，YF4輸出低電平，當(dāng)YF3輸出低電時(shí)，YF4輸出高電平。此電平控制T40-16換能器發(fā)出40KHz超聲波。電路中YF1至YF4采用高速CMOS電路74HCOO四與門(mén)電路，該電路特點(diǎn)是輸出驅(qū)動(dòng)電流大（大于15mA），效率高等；電路工作電壓9V，工作電流大于35mA，發(fā)射超聲信號(hào)大于10m。

方案五

本電路采用LM386對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行功率放大，LM386多用于音頻放大，而在本電路中用于超聲波發(fā)射。如圖所示，LM386第1腳和第8腳之間串接的E1和R1，使電路獲得較大的增益；TO為單片機(jī)輸入口的脈沖信號(hào)，經(jīng)功率放大后由5腳輸出，驅(qū)動(dòng)探頭發(fā)射超聲波。

超聲波接收器模塊 方案一

超聲波接收傳感器通過(guò)壓電轉(zhuǎn)換的原理，將由障礙物返回的回波信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，由于該信號(hào)幅度較?。◣椎綆资练?，因此須有低噪聲放大、40kHz帶通濾波電路將回波信號(hào)放大到一定幅度，使得干擾成分較小，其電路如下所示。在此電路中，為了防止在超聲波接收器上始終加有一直流信號(hào)讓其工作導(dǎo)致傳感器的壽命縮短，從而加上一隔直電容C4,從而C4和R5構(gòu)成濾波電路。

在電路中，放大部分采用的是高速型運(yùn)放TL084。綜合考慮了反相放大器、同相放大器和測(cè)量放大器的優(yōu)缺點(diǎn)后，最終選擇了同相放大電路。因?yàn)橥喾糯笃鞯睦硐胼斎胱杩篂闊o(wú)窮大，理想輸出阻抗為零，其帶負(fù)載能力較強(qiáng)等因素。在此電路中，根據(jù)同相放大器的閉環(huán)增益公式：Af=1+Rf/Rr 由于接收到的信號(hào)幅度為幾到幾十毫伏，所以需要將其放大400多倍使得其接收到的40KHz信號(hào)不會(huì)被干擾信號(hào)給掩蓋。為了防止引起運(yùn)算放大器的自激振蕩，在第一級(jí)的放大電路中，R7取值為470 K?,R8取值為10K?，其增益放大： Af1=1+R7/R8=48 在第二級(jí)放大電路中，R11的取值為100K?，R12的取值為10K?，其放大增益： Af2=1+R11/R12=11 兩級(jí)增益為：Af=Af1·Af2=528 同相放大器的平衡電阻R6和R10的取值均為10K?。平衡電阻公式為：

Rp=Rf/(Rf+Rr)C5和R9構(gòu)成了一階濾波電路。

方案二

該電路主要有集成電路CX20106A和超聲波換能器TCT40-10SI構(gòu)成。利用CX20106A做接收電路載波頻率為38KHz；通過(guò)適當(dāng)?shù)母淖僀7的大小，可以改變接收電路的靈敏度和抗干擾能力。

工作原理：當(dāng)超聲波接收探頭接收到超聲波信號(hào)時(shí)，壓迫壓電晶體做振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，由紅外線(xiàn)檢波接收集成芯片CX20106A接收到電信號(hào)后，對(duì)所接信號(hào)進(jìn)行識(shí)別，若頻率在38KHz至40KHz左右，則輸出為低電平，否則輸出為高電平。

方案三

雙穩(wěn)式超聲波接收電路

電路中，由VT5、VT6及相關(guān)輔助元件構(gòu)成雙穩(wěn)態(tài)電路，當(dāng)VT4每導(dǎo)通一次（發(fā)射機(jī)工作一次），觸發(fā)信號(hào)C7、C8向雙穩(wěn)電路送進(jìn)一個(gè)觸發(fā)脈沖，VT5、VT6狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，當(dāng)VT6從截止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變成導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，VT5截止，VT7導(dǎo)通，繼電器K吸合???調(diào)試時(shí)，在a點(diǎn)與+6V（電源）之間用導(dǎo)快速短路一下后松開(kāi)，繼電器應(yīng)吸合(或釋放)，再短路一下松開(kāi)，繼電器應(yīng)釋放（或吸合），如果繼電器無(wú)反應(yīng)，請(qǐng)檢查雙穩(wěn)電路元件焊接質(zhì)量和元件 參數(shù)。

方案四

單穩(wěn)式超聲波接收電路

本電路超聲波換能器R40-16諧振頻率為40kHZ，經(jīng)R40-16選頻后，將40kHZ的有用信號(hào)（發(fā)射機(jī)信號(hào)）送入VT1至VT3組成的高通放大器放大，經(jīng)C5、VD1檢出直流分量，控制VT4和VT5組成的電子開(kāi)關(guān)帶動(dòng)繼電器K工作。由于該電路僅作單路信號(hào)放大，當(dāng)發(fā)射機(jī)每發(fā)射一次超聲波信號(hào)時(shí)接收機(jī)的繼電器吸合一次（吸合時(shí)間同發(fā)射機(jī)發(fā)射信號(hào)時(shí)間相同），無(wú)記憶保持功能。可用作無(wú)線(xiàn)遙控?cái)z像機(jī)快門(mén)控制、兒童玩具控制、窗簾控制等。電路中VT1β≥200，VT2≥150，其他元件自定。本電路不需要調(diào)試即可工作。如果靈敏度和抗干擾不夠，可檢查三極管的β值與電容C4的容量是否偏差太大。經(jīng)檢測(cè)，配合相應(yīng)的發(fā)射機(jī)，遙控距離可達(dá)8m以上，在室內(nèi)因墻壁反射，故沒(méi)有方向性。電路工作電壓3V，靜態(tài)電流小于10mA。

方案五

在本接收電路中，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)VT1構(gòu)成高速入阻抗放大器，能夠很快地與超聲波接收器件B相匹配，可獲得較高接收靈敏度及選頻特性。VT1采用自給偏壓方式，改變R3的阻值即可改變VT1的工作點(diǎn)，超聲波接收器件B將接收到的超聲波轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)，經(jīng)VT1和VT2兩極放大后，再經(jīng)VD1和VD2進(jìn)行半波整流為直流信號(hào)，由C3積分后作用于VT3的基極，使VT3由截止變?yōu)閷?dǎo)通，其集電極輸出負(fù)脈沖，觸發(fā)器JK觸發(fā)D，使其翻轉(zhuǎn)。JK觸發(fā)器Q端的電平直接驅(qū)動(dòng)繼電器K，使K吸合或釋放；由繼電器K的觸點(diǎn)控制電路的開(kāi)關(guān)。

盲區(qū)形成的原因及處理

1、探頭的余震及方向角。發(fā)射頭工作完后還會(huì)繼續(xù)震一會(huì)，這是物理效應(yīng)，也就是余震。余震波會(huì)通過(guò)殼體和周?chē)目諝?，直接到達(dá)接收頭、干擾了檢測(cè)；通常的測(cè)距設(shè)計(jì)里，發(fā)射頭和接收頭的距離很近，在這么短的距離里超聲波的檢測(cè)角度是很大的，可達(dá)180度。

2、殼體的余震。就像敲鐘一樣，能量仍來(lái)自發(fā)射頭。發(fā)射結(jié)束后，殼體的余震會(huì)直接傳導(dǎo)到接收頭，這個(gè)時(shí)間很短，但已形成了干擾。（注：不同的環(huán)境、溫度對(duì)殼體的硬度和外形會(huì)有所變化，導(dǎo)致余震時(shí)間會(huì)略有改變）

3、電路串?dāng)_。超聲波發(fā)射時(shí)的瞬間電流很大，瞬間這么大的電流會(huì)對(duì)電源有一定影響，并干擾接收電路。通常這三種情況情況在每次超聲波發(fā)射時(shí)都會(huì)出現(xiàn)，即超聲波在發(fā)射的時(shí)候,是一個(gè)高壓脈沖,并且脈沖結(jié)束后,換能器會(huì)有一個(gè)比較長(zhǎng)時(shí)間的余震,這些信號(hào)根據(jù)不同的換能器時(shí)間會(huì)有不同,從幾百個(gè)uS到幾個(gè)mS都有可能,因此在這個(gè)時(shí)間段內(nèi),聲波的回波信號(hào)是沒(méi)有辦法跟發(fā)射信號(hào)區(qū)分的.因此,被測(cè)物體在這個(gè)范圍內(nèi),回波和發(fā)射波區(qū)分不開(kāi),也就無(wú)法測(cè)距,從而形成了盲區(qū).。

在硬件方面通常將超聲波轉(zhuǎn)換器之間的距離適當(dāng)增大來(lái)減少盲區(qū)的范圍；如果發(fā)射探頭和接收探頭分開(kāi)，收發(fā)不互相影響，必須要求發(fā)射電路和接收電路的地線(xiàn)隔離很好，發(fā)射信號(hào)不會(huì)通過(guò)地線(xiàn)串?dāng)_過(guò)去，否則也是不能減小盲區(qū)的。

在軟件中的處理方法就是，當(dāng)發(fā)射頭發(fā)出脈沖后，記時(shí)器同時(shí)開(kāi)始記時(shí)。我們?cè)谟洉r(shí)器開(kāi)始記時(shí)一段時(shí)間后再開(kāi)啟檢測(cè)回波信號(hào)，以避免余波信號(hào)的干擾。等待的時(shí)間可以為1ms左右。更精確的等待時(shí)間可以減小最小測(cè)量盲區(qū)。（注：超聲波探頭方向角越小、發(fā)射頭和接收頭位置越遠(yuǎn)，盲區(qū)就越小，測(cè)量距離也就越?。?/p>

第三篇：超聲波個(gè)人總結(jié)

超聲波總結(jié)

自2005年從事超聲波檢測(cè)工作以來(lái)，我認(rèn)為超聲波檢測(cè)的難點(diǎn)主要在于：焊接質(zhì)量受人的因素和環(huán)境的影響很大，超聲波檢測(cè)時(shí)有未焊透、未熔合、裂紋、氣孔和夾渣等焊接缺陷產(chǎn)生的回波，也可能有焊縫內(nèi)成型（內(nèi)凹或內(nèi)凸）和錯(cuò)邊產(chǎn)生的回波。有些回波信號(hào)在探傷儀示波屏上出現(xiàn)的位置相同或相近，有的形態(tài)又很相似，給檢測(cè)工作識(shí)別帶來(lái)了難度，有可能造成誤判、漏判。超聲波檢測(cè)前應(yīng)對(duì)有關(guān)被檢測(cè)工件的情況（如：焊接工藝、坡口形式、鈍邊高度、鈍邊間隙等）進(jìn)行了解。分析缺陷產(chǎn)生的可能性及其產(chǎn)生在焊縫中的部位，正確判斷反射回波；可以防止焊縫中缺陷的漏檢、誤檢，同時(shí)結(jié)合探頭的掃查方式觀(guān)察缺陷的動(dòng)態(tài)回波變化特點(diǎn)。

超聲波探傷對(duì)缺陷的判斷，主要是依賴(lài)于對(duì)示波屏上顯示的反射回波的鑒別。當(dāng)認(rèn)定某一回波是缺陷反射波后，在不同的方向上對(duì)該缺陷進(jìn)行探測(cè)，根據(jù)缺陷波形狀和高度的變化，結(jié)合缺陷的位置和焊接工藝，才能對(duì)缺陷性質(zhì)大小進(jìn)行綜合判斷。而實(shí)際探傷過(guò)程當(dāng)中示波屏上往往有大量回波信號(hào)，所以第一步從大量反射回波中找出真正的缺陷波是至關(guān)中要的。

然而在實(shí)際超聲波探傷工作中，示波屏上除了這些缺陷信號(hào)外還同時(shí)存在著許多其它非缺陷回波信號(hào)，也就是偽缺陷波。通常探傷中所占比例要大大高于真實(shí)缺陷比例。這些偽缺陷波的存在一方面容易造成探傷者的誤判，造成不必要的人力、財(cái)力浪費(fèi)延誤工期；另一方面，它們也同時(shí)影響檢驗(yàn)精度，容易造成漏檢影響了檢驗(yàn)質(zhì)量，為

將來(lái)安全運(yùn)行埋下隱患，所以必須把示波屏上的缺陷信號(hào)和其它非缺陷回波信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)。實(shí)際探傷中，我認(rèn)為一般是由探傷儀器、探頭雜波、工件輪廓回波、耦合劑反射波以及其它一些波等引起的非缺陷回波信號(hào)。仔細(xì)正確的識(shí)別缺陷信號(hào)和其它非缺陷回波信號(hào)對(duì)今后超聲波檢測(cè)工作會(huì)有很大幫助。

以上是我從業(yè)以來(lái)對(duì)超聲波檢測(cè)工作的一點(diǎn)心得體會(huì)，工作中發(fā)現(xiàn)自己的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和理解能力還需要繼續(xù)加強(qiáng)。在今后的工作中，我會(huì)加強(qiáng)學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，對(duì)新型鋼超聲波檢測(cè)及新標(biāo)準(zhǔn)繼續(xù)學(xué)習(xí)。

崔海峰

2011年09月12日

第四篇：具有實(shí)時(shí)語(yǔ)音播報(bào)功能的超聲波測(cè)距儀(C程序)

#include

//調(diào)用單片機(jī)頭文件

#define uchar unsigned char //無(wú)符號(hào)字符型 宏定義 變量范圍0~255 #define uint unsigned int //無(wú)符號(hào)整型 宏定義 變量范圍0~65535 #include

//數(shù)碼管段選定義

0

7

uchar code smg_du[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90，0x88,0x83,0xc6,0xa1,0x86,0x8e,0xff};//斷碼 //數(shù)碼管位選定義

uchar code smg_we[]={0xe0,0xd0,0xb0,0x70};uchar dis_smg[8]

={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8};

sbit smg_we1 = P3^4;

//數(shù)碼管位選定義 sbit smg_we2 = P3^5;sbit smg_we3 = P3^6;sbit smg_we4 = P3^7;

sbit c_send

= P3^2;//超聲波發(fā)射 sbit c_recive = P3^3;//超聲波接收

uchar smg_i = 3;

//顯示數(shù)碼管的個(gè)位數(shù) bit flag_300ms;

long distance;

//距離 uint set_d;

//距離

uchar flag_csb_juli;

//超聲波超出量程

uint flag_time0;

//用來(lái)保存定時(shí)器0的時(shí)候的/***********************語(yǔ)音模塊控制IO口的定義************************/ sbit VRST = P2^3;sbit VBUSY= P2^7;sbit VSDA = P2^6;sbit VCS = P2^5;

sbit VSCL = P2^4;uchar yujing[3];

/***************************

語(yǔ)音地址的安排 0-9 ：

對(duì)應(yīng)數(shù)字0到9 0b

: 點(diǎn) 0c

: 米

0d

: 已超出量程 **************************/

/***********************1ms延時(shí)函數(shù)*****************************/ void delay_1ms(uint q){ uint i,j;for(i=0;i

for(j=0;j<120;j++);}

/***********************小延時(shí)函數(shù)**************************/ void delay_us(unsigned int us){

while(us--){

_nop_();} }

/***********************三線(xiàn)發(fā)碼子程序************************/ void Send_threelines(unsigned char addr){

unsigned char i;VRST=0;delay_1ms(5);VRST=1;delay_1ms(20);/* 復(fù)位拉高20ms*/ VCS=0;delay_1ms(5);/* 片選拉低5ms */

for(i=0;i<8;i++){

VSCL=0;

if(addr&0x01)

{

VSDA=1;

}

else

VSDA=0;

addr>>=1;

delay_us(150);/* 150us */

VSCL=1;

delay_us(150);/* 150us */ } VCS=1;delay_1ms(200);while(VBUSY == 0);

//忙等待 }

/***********************數(shù)碼位選函數(shù)*****************************/ void smg_we_switch(uchar i){ switch(i){

case 0: smg_we1 = 0;smg_we2 = 1;smg_we3 = 1;smg_we4 = 1;break;

case 1: smg_we1 = 1;smg_we2 = 0;smg_we3 = 1;smg_we4 = 1;break;

case 2: smg_we1 = 1;smg_we2 = 1;smg_we3 = 0;smg_we4 = 1;break;

case 3: smg_we1 = 1;smg_we2 = 1;smg_we3 = 1;smg_we4 = 0;break;} }

/***********************數(shù)碼顯示函數(shù)*****************************/ void display(){ static uchar i;

i++;if(i >= smg_i)

i = 0;

smg_we_switch(i);//位選

P1 = dis_smg[i];

//段選

}

/******************小延時(shí)函數(shù)*****************/ void delay(){ _nop_();

//執(zhí)行一條_nop_()指令就是1us _nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();

_nop_();}

/*********************超聲波測(cè)距程序*****************************/ void send_wave(){ c_send = 1;

//10us的高電平觸發(fā)

delay();c_send = 0;

TH0 = 0;

//給定時(shí)器0清零

TL0 = 0;TR0 = 0;

//關(guān)定時(shí)器0定時(shí)

while(!c_recive);

//當(dāng)c_recive為零時(shí)等待

TR0=1;while(c_recive)

//當(dāng)c_recive為1計(jì)數(shù)并等待

{

flag_time0 = TH0 * 256 + TL0;

if((flag_time0 > 40000))

//當(dāng)超聲波超過(guò)測(cè)量范圍時(shí)，顯示3個(gè)888

{

TR0 = 0;

flag_csb_juli = 2;

distance = 888;

break;

}

else

{

flag_csb_juli = 1;

} } if(flag_csb_juli == 1){

TR0=0;

//關(guān)定時(shí)器0定時(shí)

distance =flag_time0;

//讀出定時(shí)器0的時(shí)間

distance *= 0.017;

// 0.017 = 340M / 2 = 170M = 0.017M 算出來(lái)是米

if((distance > 500))

//距離 = 速度 * 時(shí)間

{

distance = 888;

//如果大于3.8m就超出超聲波的量程

} }

}

/***********************處理距離函數(shù)****************************/ void smg_display(){ dis_smg[0] = smg_du[distance % 10];

//距離取出來(lái)放在緩沖區(qū)了

dis_smg[1] = smg_du[distance / 10 % 10];dis_smg[2] = smg_du[distance / 100 % 10] & 0x7f;yujing[0] = distance % 10;

//距離放到語(yǔ)音的變量里

yujing[1] = distance / 10 % 10;

yujing[2] = distance / 100 % 10;}

/*********************定時(shí)器0、定時(shí)器1初始化******************/ void time_init()

{ EA = 1;

//開(kāi)總中斷

TMOD = 0X11;

//定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1 ET0 = 0;

//關(guān)定時(shí)器0中斷

TR0 = 1;

//允許定時(shí)器0定時(shí)

ET1 = 1;

//開(kāi)定時(shí)器1中斷

TR1 = 1;

//允許定時(shí)器1定時(shí)

}

/***************主函數(shù)*****************/ void main(){ static uchar value = 5;P0 = P1 = P2 = P3 = 0xff;

//初始化單片機(jī)IO口為高電平

send_wave();//測(cè)距離函數(shù)

smg_display();//處理距離顯示函數(shù)

time_init();//定時(shí)器初始化程序

send_wave();//測(cè)距離函數(shù)

send_wave();//測(cè)距離函數(shù)

while(1){

if(flag_300ms == 1)

{

flag_300ms = 0;

send_wave();//測(cè)距離函數(shù)

smg_display();//處理距離顯示函數(shù)

value ++;

if(value > 10)//3秒鐘自動(dòng)播放一次

{

value = 0;

if(distance == 888)

{

Send_threelines(0x0d);

//語(yǔ)音播放已超出量程

}

else

{

Send_threelines(yujing[2]);

//語(yǔ)音播放

Send_threelines(0x0b);

Send_threelines(yujing[1]);

Send_threelines(yujing[0]);

Send_threelines(0x0c);

}

}

} } }

/*********************定時(shí)器1中斷服務(wù)程序************************/ void time1_int()interrupt 3 {

static uchar value;

//定時(shí)2ms中斷一次

TH1 = 0xf8;TL1 = 0x30;

//2ms display();//數(shù)碼管顯示函數(shù)

value++;if(value >= 150){

value = 0;

flag_300ms = 1;} }

第五篇：紅外測(cè)距儀總結(jié)報(bào)告

紅外測(cè)距儀總結(jié)報(bào)告

一、摘要：

本次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)紅外測(cè)距電路，它由硬件和軟件兩部分組成，硬件部分包括發(fā)射模塊和接收模塊，先由stc8051單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)1khz的信號(hào)，經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射，碰到障礙物后返回，接收管接收到信號(hào)通過(guò)放大、濾波、峰值檢波、AD轉(zhuǎn)換后傳回單片機(jī)，單片機(jī)即可通過(guò)判斷接收電壓的大小來(lái)確定距離。軟件部分包括信號(hào)產(chǎn)生、AD接收、數(shù)據(jù)處理、液晶顯示。

關(guān)鍵詞： STC8051 紅外測(cè)距

二、電路總體方案：

1、發(fā)射部分： 用單片機(jī)產(chǎn)生一個(gè)1khz的信號(hào)經(jīng)紅外發(fā)射管發(fā)射。因?yàn)橛脝纹瑱C(jī)產(chǎn)生信號(hào)方便控制盒調(diào)節(jié)，電路也更加簡(jiǎn)單。

2、接收部分： 采用±5v雙電源供電，利用LM358芯片進(jìn)行雙電源放大，因放大倍數(shù)在20至40倍之間即可，所以只需經(jīng)過(guò)一級(jí)放大。

濾波部分： 由于經(jīng)過(guò)放大以后的信號(hào)還有很多雜波，而我們需要的是接收到的1khz的信號(hào)，一般的濾波器很難解決干擾問(wèn)題，所以直接選用有源二階帶通濾波器。

峰值檢波部分：

根據(jù)要求的精度為5mm，最簡(jiǎn)單的峰值檢波電路即可勝任，出于節(jié)約成本的考慮，決定不用帶運(yùn)放的高精度檢波電路，假如還要進(jìn)一步提升測(cè)量精度，就需要選用更好的峰值檢波電路。

AD轉(zhuǎn)換部分： 由于所買(mǎi)單片機(jī)缺少AD轉(zhuǎn)換模塊，另購(gòu)帶PCF8591芯片的AD轉(zhuǎn)換模塊外接到單片機(jī)與電路板之間來(lái)實(shí)現(xiàn)AD轉(zhuǎn)換。簡(jiǎn)化了軟件編程中繁雜的IO口編程。

單片機(jī)控制部分： AD轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳入單片機(jī)，通過(guò)軟件采用查表發(fā)進(jìn)行處理，得出正確的距離。

三、硬件設(shè)計(jì)：

1.紅外發(fā)射管電路設(shè)計(jì)：

1.1 紅外發(fā)射管原理

由STC8051的定時(shí)器產(chǎn)生一個(gè)1KHZ的方波，用

一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)，將信號(hào)傳送到紅外發(fā)射管上。

1.2 紅外發(fā)射管外圍電路和元件參數(shù)設(shè)計(jì)

注：通過(guò)R3的調(diào)節(jié)改變測(cè)量范圍。

1.3紅外接收管電路設(shè)計(jì)：

紅外接收管接受的信號(hào)只有一百毫伏左右，而

且還有很多干擾，需要先放大在帶通濾波，單片機(jī)只能接受信號(hào)，所以

還需要通過(guò)峰值檢波輸出一個(gè)直流電壓，經(jīng)pcf8591 芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信

號(hào)輸入單片機(jī)進(jìn)行處理。

2.放大器的設(shè)計(jì)

2.1放大器的工作原理：

考慮到題目測(cè)量范圍和接收到的信號(hào)大小，選取放大倍數(shù)為30倍左右，倍數(shù)太大會(huì)出現(xiàn)波形失真，是測(cè)量范圍的最短距離變小，倍數(shù)太小信號(hào)強(qiáng)度不夠，則能測(cè)量的最遠(yuǎn)距離會(huì)變小，放大倍數(shù)：

B=Rf / Rb =30；

3.關(guān)于有源二階帶通濾波器的設(shè)計(jì)：

則令C = C3 = C4，則 Rep = R5 / / R6 =(R5 * R6)/(R5 + R6)

品質(zhì)因素Q等于中心頻率除以帶寬

即 Q = fc / BW = 1/2*（R7 / Rep)?

由上邊的公式，去中心頻率 f = 1 khz ,增資A = 5，品質(zhì)因素 Q=8，則令C = C3 = C4 =104，可以得到電阻值為R5=2.5 K,R6=100，R7=25K;

4.關(guān)于峰值檢波電路的設(shè)計(jì)：

考慮到電容值越大檢波效果越好，但是放電速度越慢，經(jīng)過(guò)測(cè)試，選取了200uf的電容和100k的電阻以及LM358構(gòu)成最簡(jiǎn)單的峰值檢波電路。

5.電路圖如下：

注： 1.R4的電阻大小可改變測(cè)量精度；

2.整流電路中R8的大小決定最后測(cè)量結(jié)果精度；

3.前兩個(gè)放大器用TL082，后一個(gè)選用LM358；

四． 程序設(shè)計(jì):

軟件由4個(gè)部分組成，信號(hào)產(chǎn)生模塊，AD接受模塊，數(shù)據(jù)處理模塊和LCD顯示模塊，利用單片機(jī)的定時(shí)器0可以持續(xù)不斷的產(chǎn)生1khz信號(hào)并輸出，由于輸出信號(hào)時(shí)穩(wěn)定的，而接收管接收的信號(hào)時(shí)隨著障礙物距離的變遠(yuǎn)而變小，所以我們可以通過(guò)檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)弱來(lái)判斷距離，但是接收的信號(hào)并不是完全是線(xiàn)性變化，采用一個(gè)或者幾個(gè)固定的公式并不能得出準(zhǔn)確的距離，所以采用提前把正確的距離和信號(hào)強(qiáng)弱的關(guān)系先測(cè)量好，建成一張信號(hào)距離表，這樣測(cè)量時(shí)就可以查表快速得出距離。精度也方便控制。處理好的數(shù)據(jù)直接傳送到1502液晶屏顯示即可。

流程圖如下：

五．測(cè)試方案：

本次測(cè)試所用到的儀器設(shè)備主要有： 示波器，函數(shù)信號(hào)發(fā)生儀，穩(wěn)壓電源，數(shù)字萬(wàn)用表。

調(diào)試過(guò)程如下：

調(diào)試發(fā)射部分，直接用示波器測(cè)量單片機(jī)輸出的信號(hào)，為1khz；

調(diào)試接收部分的放大模塊：先用函數(shù)信號(hào)發(fā)生儀模擬一個(gè)接收信號(hào)，把放大電路和濾波電路斷開(kāi)，測(cè)量TL082芯片的1腳，輸入信號(hào)為1khz，1 00mv的正弦信號(hào)，用示波器測(cè)量1腳為1khz，2.9v的正弦信號(hào)，放大倍

數(shù)為29倍，由于有信號(hào)的衰減，放大部分正常；

調(diào)試帶通濾波： 把放大電路和濾波電路連好，輸入函數(shù)發(fā)生儀產(chǎn)生的 模擬信號(hào)，測(cè)量TL082芯片的7腳，得到一個(gè)穩(wěn)定的正弦波，通過(guò)調(diào)節(jié)輸入信號(hào)的頻率，測(cè)得帶通濾波器的中心頻率為1khz，滿(mǎn)足要求。然后接著測(cè)量整個(gè)電路的輸出端，示波器打到直流檔，調(diào)節(jié)信號(hào)強(qiáng)弱，發(fā)現(xiàn)檢波電路工作良好。

最后，接入紅外發(fā)射管與接收管，直接進(jìn)行最終整調(diào)試，適當(dāng)改變了R3與R4的電阻大小，再將電壓在液晶上顯示出來(lái)，用米尺畫(huà)出一張標(biāo)準(zhǔn)的距離圖，測(cè)量距離圖上每隔5mm所對(duì)應(yīng)的電壓記錄并做成表格最終填入程序中，并多次驗(yàn)證距離和長(zhǎng)度的關(guān)系是否正確。并做多次修正。

六、參考文獻(xiàn)和資料:

1.《新概念51單片機(jī)c語(yǔ)言教程——入門(mén)、提高、開(kāi)發(fā)、擴(kuò)展全攻略》

——郭天祥著

2.《運(yùn)算放大器電路設(shè)計(jì)手冊(cè)》

3.《電路與模擬電子技術(shù)》

—— 殷祥瑞

4.pcf8591中文資料——百度文庫(kù)

5.pcf8591編程實(shí)例——百度文庫(kù)