作者：李林指导老师：俞熹 - 复旦大学物理教学实验中心Fudan Physics .DOC

超声波测距有关特性研究 作者：李林 指导老师：俞熹 ※摘要※ 超声波具有无噪音，方向性好，穿透力强，易于获得集中的声能，在水中的传播距离远等特点。 因其拥有此类特殊性质，超声波在测距领域上的应用在对于改善人们的生活质量方面有着很大的提升空间。 选此课题做为论文，是为了给开发更实用，更方便，更人性化的超声波产品提供实验数据和理论依据。本文主要研究检验了超声波在传递过程中所遇的各种状况和因素对其产生的具体影响，进而试着对制作更精密的超声波仪器提出初步的建设性意见。 关键词：超声波；压电效应；共振；单片机；集成电路。 Keywords：Ultrasonic Wave; Piezoelectric Effect; Resonance; Singlechip; Integrated Circuit. ※目录※ 引言 ---------------------------------------------- 3 第一章 超声波的基本概况 ---------------------------- 4 1．1 什么是超声波 ----------------------------------- 4 1．2 超声波的特点 ----------------------------------- 4 1．3 超声波的产生 ----------------------------------- 4 1．4 超声波技术的发展 ------------------------------- 5 第二章 超声波特性实验 ------------------------------- 5 2．1 超声波实验仪器 --------------------------------- 5 2．2 超声波在空气中的短距离传播 ------------------------------- 6 2．3 超声波对各种物质的穿透性 ---------------------------------- 7 2．4 超声波的发射------------------------------------------------------- 11 2．5 各种外界因素的干扰程度---------------------------------------- 12 第三章 超声波测距仪 --------------------------------- 14 3．1 超声波测距原理 --------------------------------- 14 3．2 仪器硬件及电路图 ------------------------------- 15 3．3 测距仪电路板 ----------------------------------- 17 结论 ------------------------------------------------ 19 注释 ------------------------------------------------ 20 参考文献 -------------------------------------------- 21 谢辞 ------------------------------------------------ 21 引言※ 超声已广泛用于实际，超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化 、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。声波是属于声音的类别之一，属于机械波，声波是指人耳能感受到的一种纵波，其频率范围为16Hz-20KHz。当声波的频率低于16Hz时就叫做次声波，高于20KHz则称为超声波声波。 超声波具有如下特性： 1） 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 2） 超声波可传递很强的能量。 3） 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 4） 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。 超声波是声波大家族中的一员。 声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。 超声波是指振动频率大于20KHz以上的，人在自然环境下无法听到和感受到的声波。 在全球，超声波广泛运用于诊断学、治疗学、工程学、生物学等领域。赛福瑞家用超声治疗机属于超声波治疗学的运用范畴。 （一）工