超声波测距(初中物理)为监控车辆是否超过规定的最高...

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问题1：超声波 测距准备在小车上安装一个超声波测距离.是基于51单片机.看网上的一些资料,电路图,没有什么问题.但是超声波发射的探头（压电式）和接收的探头要自己做吗?有地方买的话买什么型

这要看你要测多远的距离,距离3米以上的,发射和接收电路比较复杂,需要用到IR2301、IRF540、AD8307、甚至DSP等技术,主要原因是超声波在空气中的衰减比较大,而且声速较慢,你也可以考虑下FMCW微波雷达.如果只是测3米以下的距离,可以参考车用的倒车雷达,我给你的建议是用51单片机自己做.1、去淘宝网买一对TR分体超声波探头,大概3-10元一对；2、用单片机的1个IO脚输出发射信号,脉宽25uS占空比为50%连续发10个波,然后等20-100mS再发下一个.这个IO脚接一个S8050之类的三极管,集电极接超声波T发射头（若有条件就接一个铁氧体变压器）；接收头接一个用TL082、TL084做的正向放大器,注意信号要钳位（建议用1N4937,对小信号损耗小）以免偶尔超大信号击穿IC,若想改用其它IC,请注意它在40KHz下的频率响应.第一级信号放大后需经一次LC滤波器（3.3mH+4700pF）再进行2次放大,总放大倍数至少要100倍（40KHz检测10米大面积物体须要放大3-30万倍）,最后经滤波和电压比较器,接至单片机的另一个IO口（中断也行）,若用检波电路+单片机AD进行电压比较,那就更好了.单片机的程序里,用一个死循环,用2个8位16bit变量累加记录.超声波在发射时的回波触发是无效的,而且在一段时间内（大概1-5mS）存在余震,因此需要屏蔽掉此时段的触发,作为盲区.而若在此之后收到了超声波回拨信号（或中断）将即停止计数.在每次超声波发射时,输出累计计数结果,并将此变量清零.输出的累计数值,乘以一个系数在加上一个系数（盲区）,就是你想要的实际距离,这两个系数可以在你的实测中找到.还有要说明的是,超声波发射不仅需要你的电路要驱动出40KHz（例子）信号,还要求超声波探头的本振频率也是40KHz,否则转换效率极低,得不偿失.不过如果频率相差不大,倒也是可以,例如你拿40KHz的探头用在了38KHz上,也能凑副用的.字数有限,也许没有说的太清楚,具体哪里有问题可以给我来信：cuidong@vip.163.com

问题2：超声波测距模块1——超声波模块测距的有效距离是多少?模块的有效距离与什么有关?2——怎样在一个单片机上同时使用几个频率不同的超声波模块（注意是完全同时工作）?是不是使用频率

对于第一个问题：

超声波测距,通常在10米以内,但也有个别厂家做到几十米甚至百米的.超声波测距有以下几个特点：1、频率越高,精度也越高,但检测距离越近（空气衰减增大）；2、输出功率越高、灵敏度越高,检测距离也越远（虽然是废话,但我必须写上）；3、通常检测角度小的,测距范围略远；4、以上因素所造成的影响加起来,可能没有被测物体带来的影响更大：例如一个刚性表面（例如钢板）和一根铁丝、或者在钢板表面铺满吸音绵、或者把钢板与探头法线夹角从垂直改为倾斜45度等等,这些因素所带来的影响最大的.这也许不太容易理解,如果把超声波比作可见光,那么刚性表面可以理解成镜子,要想让你发现距离很远的人,对方用镜子‘晃’你是最好不过的了.但如果把镜子罩上黑纸,或者把镜子倾斜45度所带来的影响,你我可想而知,超声波也一样.

第二个问题：

一个单片机上同时使用几个不同频率的超声波模块,这就是软件程序的问题,没有什么难度,大学生就可以做,我想你一定也没问题.关于测距模块,从20KHz~400KHz,测距范围从0.1m~30m这些都不难购到,技术也不是很难.问题是,你能找到这么多频率的探头么?虽然超声波探头的各种频率都有,但它是针对量程来划分的,同一个量程里,频率都很接近（例如3-10米测距基本都是40KHz）.你要在同一个量程里找出4种不同频率来,恐怕是有难度的.当然你也可以用4种不同的频率来驱动同一种探头.可是,若4个频率中的某个频率与探头的中心频率差别大了（例如超过5%）,会导致效率大幅减低,如果频率差别小了,识别、区分他们又有困难,例如对于一个40KHz的探头,一般厂家规定的下限和上限也就是38KHz~42KHz,我们就算冒险用到37KHz~43KHz（从可靠性和稳定性考虑,我不赞成这么用）,你需要区分37KHz、39KHz、41KHz、43KHz四种频率的反馈信号,如此以来,常规的测距电路是不能用了,你需要研究一种全新的测距方案来识别他们,而且不能影响正常的计时精度,我建议你参考一些微波雷达的技术.

问题3：关于超声波测距超声波测距原理就是测量超声波发射到接受回波所需时间t,然后利用s=v.t/2计算得到.请问：1.超声波发生器只发射一个脉冲的超声波是不是就可以了.2.一些文献中提到,“发射端[物理科目]

1 一个脉冲测量理论上可以的,但实际上1个脉冲时间太短了.超声波发生器一般1秒发射几十到几百次,叫发射频率.每次发射的脉冲波为几个波长的波,叫脉冲频率.发射脉冲波的时间与发射和接收的时间不是同一个概念.

2 你所查的文献所表述的不明确.通常的超声波测距是利用发射和接收的时间与材料中超声波波速测出的.相同条件下,1个发射频率中发出的脉冲波越多,发射的能量就越多,接收和转换的能量就越多,设备所测量的结果就越容易.你提到的文献中所提到的脉冲宽度越大是发射超声与接收超声的时间间隔,因为s=v*t ,所以测距离越大,脉冲宽度越大.

3输出脉冲的个数与被测距离成正比我认为此提法的含义的理解应为：测量的距离小可以采用较短的脉冲宽度,较长的距离采用较长的脉冲宽度.这是因为如果测量的距离很长,而脉冲宽度短的话,会产生幻象波.测量的结果就成了脉冲宽度而不是实际的距离了.

4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.在这里的意思是,距离越大,超声间隔越长,在越长的时间里发射的脉冲个数就越多啊.简直就是画蛇添足,明白的都会搞晕!哈哈

看看别的文献或书吧,你这个文献的说法太混乱了.

问题4：超声波测距超声波怎么实现两点测距,能用回波测距法么?如果不能用 电路应该怎么设计?[物理科目]

探头作为第三点来测两点的距离,通过两次测量返回的时间和夹角是计算出两距离,但两点太近,可能就测不了,因超声波发射的是一个90度扇形的波,有可能把两点都同时测到.当然你也可将探头置于其中的一个测量点通过探测另个点回波时间,也可算出两点的距离,当然,这也不能太近.超声波有一定的盲区,一般30CM.线路都要单片机来现实.另外,超声波作面的测量可以,若真是两个小点测距就很难现实了.如要精度高的、测两点距离较近、点的个体小的最好用红外方式

问题5：超声波如何测量[数学科目]

发射时单片机定时器工作,接收到定时器停止工作,计算时间差乘以传输速度再除以2就是测量距离了.