《高精度超声波测距仪的设计和实现本科毕设开题报告l》.pdf

日22 月3 年2011 职称 指导教师 毕设地点 学号 学生姓名 目 题 业 专 院 学 毕业设计（论文）开题报告 南京航空航天大学南京航空航天大学 南京航空航天大学 南京航空航天大学 1. 1500 2000 1. 1500 2000 11.. 结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写22000000字左右的 文献综述： 超声波是频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，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、农业上有很多的应用。因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。 随着电子测量技术的发展，运用超声波作出精确测量已成可能。随着经济发展，电 子测量技术应用越来越广泛，而超声波测量精确高，成本低，性能稳定则备受青睐。超 声波属于机械波的范畴，超声波也遵循一般机械波在弹性介质中的传播规律，如在介质 的分界面处发生反射和折射现象，在进入介质后被介质吸收而发生衰减等。正是因为具 有这些性质，使得超声波可以用于距离的测量中。 如今，人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波在气体、液体及固体中以不 同速度传播，定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强。超声波能以 一定速度定向传播、遇障碍物后形成反射，利用这一特性，通过测定超声波往返所用时 间就可计算出实际距离，从而实现无接触测量物体距离。超声波测距由于其能进行非接 触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。超声波测量在国防航空航天、电力石 化、机械材料、医疗等众多领域具有广泛的作用，它不但可以保证产品质量保障安全， 还可以起到节约能源，降低成本的作用。超声波与光波、电磁波、射线等检测相比，其 最大特点是穿透力强，几乎可以在任何物体中传播，了解被测物体内部情况。超声检测 设备还具有结构简单，成本低廉，使用方便的优点，有利于工程实际使用。近十年来， 由于微机技术，现代电子技术，信号处理技术以及超声波产生和接收技术的发展，突破 了常规超声测量的限制，进一步开拓了其适用范围。由此可见，由于超声测距是一种非 接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定 的适应能力。因此，利用超声波测距，在许多方面有很多优势。总之，本课题的研究是 非常有实用和商业价值。 参考现阶段的超声波测距仪设计和应用，从技术角度上讲，超声波发生器可以分为 两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。电气方式包括 压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产 生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的 是压电式超声波发生器。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，途中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340m/s，根据计时器记录的时间t， 就可以计算出发射点距障碍物的距离(s)，即：s=340t/2。最常用的超声测距的方法是回声 探测法，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计