超声波测距仪的发展历程,近年来有关超声波测距仪的国内外研究现状

2020-11-25 09:35:08 字数 4732 阅读 5806

1楼:风之宇龙

随着科学技术的快速发展,超声波将在传感器中的应用越来越广。在人类文明的历次产业革命中,传感技术一直扮演着先行官的重要角色,它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术,在人们可以想象的所有领域中,它几乎无所不在[m]。传感器是世界各国发展最快的产业之一,在各国有关研究、生产、应用部门的共同努力下,传感器技术得到了飞速的发展和进步。

但就目前技术水平来说,人们可以具体利用的传感技术还十分有限,因此,这是一个正在蓬勃发展而又有无限前景的技术及产业领域。

超声波测距与其它非接触式的检测方式方法相比,如电磁的或光学的方法它不受光线,被测对象颜色,电磁干扰等影响。超声波对于被测物体处于黑暗,有灰尘,烟雾,电磁干扰,有毒等恶劣的环境有一定的适应能力。因此在液位测量,机械手控制,车辆自动导航,物体识别等方面有广泛应用。

特别是应用于空气测距,由于空气中波速较慢,其回波信号中包含的沿传播方向上的结构信息很容易检测出来,具有很高的分辩力,因而其准确度也较其它方法高,而且超声波传感器具有结构简单,体积小,信号处理可靠等特点。

超声波是一种指向性强,能量消耗慢的波。它在介质中传播的距离较远。因而超声波经常用于距离的测量,可解决超长度的测量。

超声波作为一种特殊的声波,同样具有声波传输的基本物理特性,反射,折射,干涉,衍射,散射。与物理紧密联系,应用灵活。并且更适合与高温,高粉尘,高湿度和高强电磁干扰等恶劣环境下工作。

超声波可用于非接触测量,具有不受光、电磁波以及粉尘等外界因素的干扰的优点,是利用计算超声波在被测物体和超声波探头之间的传输来测量距离的,对被测目标无损害。而且超声波传播速度在相当大范围内与频率无关[j]。超声波的这些独特优点越来越受到人们的重视。

在新的世纪里,面貌一新的传感器将发挥更大的作用课程设计目的是单片机原理与接**术课程设计是在教学及实验基础上,对课程所学理论知识的深化和提高。通过单片机原理与接**术的课程设计,使学生初步掌握设计的基本方法。 培养学生分析问题和解决问题的能力;培养学生应用计算机辅助设计和撰写设计说明书的能力。

近年来有关超声波测距仪的国内外研究现状

2楼:匿名用户

国内的水平良莠不齐,古大,飞鹰,百特的超声波物位计的技术在国内应该处于领先地位。但是低端的很多。国外西门子,e+h,hawk的产品比较齐全,质量比较稳定。

谁能提供关于 超声波测距仪 发展趋势的资料文献啊! 30

3楼:匿名用户

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,其每秒的振动次数(频率)甚高,超出了人耳听觉的上限(20000hz),人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声和可闻声本质上是一致的,它们的共同点都是一种机械振动,通常以纵波的方式在弹性介质内会传播,是一种能量的传播形式,其不同点是超声频率高,波长短,在一定距离内沿直线传播具有良好的束射性和方向性,目前腹部超声成象所用的频率范围在 2∽5mhz之间,常用为3∽3.5mhz(每秒振动1次为1hz,1mhz=106hz,即每秒振动100万次,可闻波的频率在16-20,000hz 之间)。

什么是次声波

次声又称亚声,是频率在20hz以下的低频率波.许多自然灾害如**、火山爆发、龙卷风等在发生前都会发出次声波.次声波对人体能够造成危害,引起头痛、呕吐、呼吸困难等症状.在20世纪30年代,美国一位物理学家做过实验:他把一台次声发生器带进剧场,开演后悄悄地打开,然后坐在自己的包厢内观察动静,只见坐在次声器四周的观众产生一种惶恐不安和迷惑不解的神情,并很快蔓延到整个剧场.次声波的特点是**广、传播远、穿透力强科学家们利用它来**台风、研究大气结构等.在军事上可以利用次声来侦察大气中的核**、跟踪导弹等等.

1890年, 一艘名叫“马尔波罗号”帆船在从新西兰驶往英国的途中,突然神秘地失踪了. 20年后,人们在火地岛海岸边发现了它.奇怪的是:船上的开都原封未动.完好如初.船长航海日记的字迹仍然依稀可辨;就连那些死已多年的船员,也都“各在其位”,保持着当年在岗时的“姿势”;

1948年初,一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时,一场风暴过后,全船海员莫明其妙地死光;在匈牙利鲍拉得利山洞入口, 3名旅游者齐刷刷地突然倒地,停止了呼吸......

上述**,引起了科学家们的普遍关注,其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研究.就以本文开头的那桩**来说,船员们是怎么死的?是死于天火或是雷击的吗?不是,因为船上没有丝毫燃烧的痕迹;是死于海盗的刀下的吗?

不!遇难者遗骸上看到死前打斗的迹象;是死于饥饿干渴的吗?也不是!

船上当时贮存着足够的食物和淡水.至于前面提到的第二桩和第三桩**,是自杀还是他杀?死因何在?**是谁?

检验的结果是:在所有遇难者身上,都没有找到任何伤痕,也不存在中毒迹象.显然,**或者自杀之说已不成立.那么,是以及病一类心脑血管疾病的突然发作致死的吗?法医的解剖报告表明,死者生前个个都很健壮!

经过反复调查,终于弄清了制造上述**的“**”,是一种为人们所不很了解的次声的声波.次声波是一种每秒钟振动数很少,人耳听不到的声波.次声的声波频率很低,一般均在20兆赫以下,波长却很长,传播距离也很远.它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远.例如,频率低于1赫的次声波,可以传到几千以至上万公里以外的地方.1960年,南美洲的智利发生大**,**时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落!1961年,苏联在北极圈内进行了一次核**,产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失!

次声波具有极强的穿透力,不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、**、潜艇和飞机都不在话下.次声穿透人体时,不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊,吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木,而且还可能破坏大脑神经系统,造成大脑组织的重大损伤.次声波对心脏影响最为严重,最终可导致死亡.

为什么次声波能致人于死呢?

原来,人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似(0.01~20赫),倘若外来的次声频率与体内脏的振动频率相似或相同,就会引起人体内脏的“共振”,从而使人产生上面提到的头晕、烦躁、耳鸣、恶心等等一系列症状.特别是当人的腹腔、胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一致时,更易引起人体内脏的共振,使人体内脏受损而丧命.前面开头提到的发生在马六甲海峡的那桩**,就是因为这艘货船在驶近该海峡时,恰遇上海上起了风暴.风暴与海浪摩擦,产生了次声波.次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动、狂跳,以致血管破裂,最后促使死亡.

次声虽然无形,但它却时刻在产生并威胁着人类的安全.在自然界,例如太阳磁暴、海峡咆哮、雷鸣电闪、气压突变;在工厂,机械的撞击、摩擦;军事上的原子弹、氢弹**试验等等,都可以产生次声波.

由于次声波具有极强的穿透力,因此,国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”,监测着海潮的洋面.一旦船只或飞机失事附海,可以迅速测定方位,进行救助.

近年来,一些国家利用次声能够“杀人”这一特性,致力次声**——次声炸弹的研制尽管眼下尚处于研制阶段,但科学家们预言;只要次声炸弹一声**,瞬息之间,在方圆十几公里的地面上,所有的人都将被杀死,且无一能幸免.次声**能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板.人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里,也还是一样地难逃残废的厄运.次声炸弹和中子弹一样,只杀伤生物而无损于建筑物.但两者相比,次声弹的杀伤力远比中子弹强得多.

超声波测距仪的基本原理是什么?

4楼:北京理工大学出版社

由于超声波也是一种声波,其声速v与温度有关。在使用时,如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的。

如果对测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正。声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。

对超声波测量仪的国内外研究现状

5楼:q我

开题报告主要包括以下几个方面:

(一)**名称

超声波测距仪的发展历程

6楼:匿名用户

随着机器人技术在其诞生后短短几十年中的迅猛发展,它的应用范围也逐步由工业生产走向人们的生活。如此广泛的应用使得提高人们对机器人的了解显得尤为重要。机器人通过其感知系统察觉前方障碍物距离和周围环境来实现绕障、自动寻线、测距等功能。

超声波测距相对其他测距技术而言成本低廉,测量精度较高,不受环境的限制,应用方便,将它与红外、灰度传感器等结合共同实现机器人寻线和绕障功能。超声波由于指向性强、能量消耗缓慢且在介质中传播的距离较远,因而经常用于距离的测量。它主要应用于倒车雷达、测距仪、物位测量仪、移动机器人的研制、建筑施工工地以及一些工业现场等,例如:

距离、液位、井深、管道长度、流速等场合。利用超声波检测往往比较迅速、方便,且计算简单、易于做到实时控制,在测量精度方面也能达到工业实用的要求,因此得到了广泛的应用。本课题的研究是非常有实用和有商业价值的。

由于超声波指向性强,能量消耗缓慢,在介质中传播的距离较远,因而超声波经常用于距离的测量,如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单、易于做到实时控制,并且在测量精度方面能达到工业实用的要求,因此在移动机器人的研制上

也得到了广泛的应用。为了使移动机器人能自动避障行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取距障碍物的距离信息(距离和方向)。超声波测距系统,就是为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境而提供一个运动距离信息。

为了研究和利用超声波,人们已经设计和制成了许多超声波发生器。总体上讲,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。