超声波传感器测量距离

超声波传感器测距原理超声波传感器是一种常用的测距装置，它利用超声波在空气中的传播速度来测量距离。

超声波传感器主要由发射器、接收器和控制电路组成。

当发射器发出超声波脉冲时，这些超声波脉冲会在空气中传播，当遇到障碍物时会被反射回来，接收器接收到这些反射波并将其转换为电信号，控制电路再根据接收到的信号来计算出距离。

超声波传感器测距的原理主要是利用超声波在空气中的传播速度来计算出距离。

在空气中，超声波的传播速度大约为340m/s，因此可以通过测量超声波从发射到接收的时间来计算出距离。

当发射器发出超声波脉冲后，经过一段时间后接收器才能接收到反射回来的超声波，根据发射和接收的时间差，可以通过简单的计算得出距离。

超声波传感器测距的原理非常简单，但是在实际应用中需要考虑一些因素。

首先，超声波在空气中的传播速度会受到温度、湿度等环境因素的影响，因此在测距时需要对这些因素进行修正。

其次，超声波在传播过程中会受到障碍物的影响，如果遇到多个障碍物，可能会出现多次反射，这时需要对接收到的信号进行处理，以准确计算出距离。

除了以上因素外，超声波传感器测距还需要考虑到超声波的发射角度和接收角度。

发射器和接收器的位置和角度会影响到超声波的传播路径，因此需要对超声波的传播路径进行精确的控制，以确保测距的准确性。

总的来说，超声波传感器测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度来计算出距离，通过测量超声波的发射和接收时间差来实现测距。

在实际应用中，需要考虑到环境因素、障碍物的影响以及发射接收角度等因素，以确保测距的准确性和稳定性。

超声波传感器在工业自动化、机器人、车辆等领域有着广泛的应用，其测距原理的稳定性和准确性对于实际应用具有重要意义。

安全避障是移动机器人研究的一个基本问题。

障碍物与机器人之间距离的获得是研究安全避障的前提，超声波传感器以其信息处理简单、价格低廉、硬件容易实现等优点，被广泛用作测距传感器。

本超声波测距系统选用了SensComp公司生产的Polaroid 6500系列超声波距离模块和600系列传感器，微处理器采用了ATMEL公司的AT89C51。

本文对此超声波测距系统进行了详细的分析与介绍。

1、超声波传感器及其测距原理超声波是指频率高于20KHz的机械波[1]。

为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。

完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声波换能器或超声波探头。

超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。

超声波传感器是利用压电效应[1]的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）[2]。

首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即1、硬件电路设计我们设计的超声波测距系统由Polaroid 600系列传感器、Polaroid 6500系列超声波距离模块和AT89C51单片机构成。

2.1 Polaroid 600系列传感器此超声波传感器是集发送与接收一体的一种传感器。

传感器里面有一个圆形的薄片，薄片的材料是塑料，在其正面涂了一层金属薄膜，在其背面有一个铝制的后板。

薄片和后板构成了一个电容器，当给薄片加上频率为49.4kHz、电压为300VAC pk-pk的方波电压时，薄片以同样的频率震动，从而产生频率为49.4kHz的超声波。

当接收回波时，Polaroid 6500内有一个调谐电路，使得只有频率接近49.4kHz的信号才能被接收，而其它频率的信号则被过滤。

超声波传感器工作原理超声波传感器是一种使用超声波技术进行测距和探测的装置。

它利用声波的特性来测量目标物体和周围环境的距离和位置信息。

本文将详细介绍超声波传感器的工作原理和应用。

一、超声波传感器的构成超声波传感器通常由发射器、接收器和信号处理电路组成。

其中，发射器用于产生超声波信号，接收器用于接收被测物体反射回来的超声波信号，并将信号转化为电信号，信号处理电路则负责处理接收到的信号并输出相关的测量结果。

二、超声波传感器的工作原理超声波传感器的工作原理基于声波在空气或其他介质中的传播特性。

它的工作过程可以简单分为发射、传播、接收和处理四个阶段。

1. 发射：超声波传感器中的发射器会向目标物体发送一个超声波信号。

这个信号通常是由压电传感器或压电陶瓷组成的振动体产生的，当施加电压时，振动体开始振动，并以声波的形式向外辐射。

2. 传播：发射的超声波信号在空气或其他介质中传播，其传播速度一般是固定的，约为343米/秒。

当遇到目标物体时，部分声波会被目标物体表面反射，一部分会被吸收或折射。

3. 接收：传播的超声波信号被传感器中的接收器接收。

与发射器类似，接收器也是由振动体构成的，当接收到超声波信号时，振动体会产生相应的电信号。

4. 处理：接收到的电信号会经过信号处理电路进行放大、滤波等处理，最终转化为与目标物体距离相关的测量结果。

这些结果可以通过显示器、计算机或其他设备进行显示或进一步处理。

三、超声波传感器的应用超声波传感器具有广泛的应用领域，如测距、障碍物检测、位移测量等。

1. 测距：超声波传感器可以通过测量从传感器到目标物体反射超声波信号的时间差来计算出目标物体与传感器的距离。

这种测距方法被广泛应用于自动驾驶车辆、机器人导航和智能家居等领域。

2. 障碍物检测：超声波传感器可以检测目标物体到传感器之间的障碍物，并发出警报或采取相应的措施。

例如在汽车后方安装超声波传感器，可以提醒驾驶员离障碍物的距离。

3. 位移测量：超声波传感器可以实时测量目标物体的位移，用于机械加工、仪器仪表和自动化控制等领域。

单片机超声波测距原理单片机超声波测距原理是通过超声波的发射与接收来实现测距的。

超声波传感器是一种使用超声波进行物体测距的传感器，它通过发射出的声波信号与物体发生反射后返回的信号来计算出物体与传感器之间的距离。

测量的原理主要包括发射和接收两个过程。

首先是发射过程。

超声波传感器通过产生高频的电信号驱动超声波发射器，将电信号转化为超声波信号。

超声波发射器通常由压电材料构成，当施加电压后，压电材料会产生机械位移，通过振动将电信号转化为超声波信号，然后将超声波信号传播到空气中。

然后是接收过程。

当超声波信号遇到物体时，一部分超声波信号会被物体表面反射，另一部分则会穿透物体继续传播。

超声波传感器上的接收器感受到反射回来的超声波信号，并将其转化为电信号。

接收器通常也采用压电材料构成，当接收到超声波信号时，压电材料会发生机械变形，产生电压信号，将超声波信号转化为电信号。

接收到的电信号会经过放大与处理，然后输入到单片机中进行距离计算。

测距计算是通过测得超声波从发射出去到反射回来所用的时间来计算的。

超声波传播的速度是已知的，一般在空气中传播速度为343m/s。

当超声波从发射器发送，到接收器接收到反射信号所用的时间为t，根据公式：距离=速度×时间，可以得到物体与传感器之间的距离d=343m/s×t/2。

由于超声波的行程是双程的，所以要将测得的时间除以2，才能得到物体与传感器之间的实际距离。

在单片机中，通过开启发射信号，然后计时接收到反射信号所用的时间，并根据上述公式进行距离计算。

此外，为了提高测距的精度，还可以采用多次测量的方式，然后取多次测量结果的平均值来获得更准确的测距结果。

总结来说，单片机超声波测距原理是通过发射超声波信号，然后接收反射的超声波信号，并根据所用时间计算出物体与传感器之间的距离。

这种原理在实际应用中被广泛使用，如车载倒车雷达、智能门禁系统等。

它具有测量距离远、测量精度高、适用于不同环境等优点，因此在许多领域有着重要的应用价值。

超声波传感器是经常采用的传感器之一，用来检测对方机器人的有无和距离。

其原理犹如蝙蝠，它的嘴发出超声波，当超声波遇到小昆虫的时候，蝙蝠的耳朵能够接收反射回波，从而判断昆虫的位置和距离并予以捕杀。

超声波传感器的工作方式是通过发送器发射出来的超声波被物体反射后传到接收器接收来判断是否检测到物体。

所谓超声波就是空气中传播的超过人类听觉频率极限的声波。

人的听觉所能感觉的声音的频率范围往往因人而异，大约20Hz-20kHz。

超声波的传播速度V可以用下式表示：V=331.5+0.6T（m/s）式中，T（摄氏度）为环境温度，在23摄氏度的常温下超声波传播速度为345.3m/s。

超声波传感器一般就是利用这样的超声波来检测物体的。

RB URFv1.1超声波传感器是机器人领域最常用的测距避障模块。

其可用来检测对方机器人的有无和距离。

侦测距离可达3cm到340cm，传感器在有效探测范围内自动标定，无需任何人工调整就可以获得障碍物准确的距离。

令你的机器人像蝙蝠一样通过声纳来感知周围的环境，你只需要在单片机、BS2或者arduino微控制器中编写一小段程序，就可以根据障碍物的距离精确的控制机器人的电机运行，从而使你的机器人轻松地避开障碍物。

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超声波传感器测试方法超声波传感器是一种常用的非接触式测距传感器，能够通过发射和接收超声波来测量目标物体与传感器之间的距离。

在实际应用中，超声波传感器被广泛应用于自动化控制、安防监控、智能车辆等领域。

本文将介绍超声波传感器的测试方法及注意事项。

进行超声波传感器的测试前，需要准备相应的实验设备和工具。

常用的超声波传感器测试设备包括示波器、信号发生器、电源以及测试电路板等。

此外，还需要一些辅助工具如导线、万用表等。

接下来，进行超声波传感器的基本功能测试。

首先，将超声波传感器与测试电路板连接，并接通电源。

然后，使用示波器观察传感器输出的信号波形。

在测试过程中，可以通过调节信号发生器的频率和幅度，来检验传感器的灵敏度和响应速度。

同时，还可以通过改变目标物体与传感器的距离，观察传感器输出信号的变化情况，以验证传感器的测距功能。

在进行超声波传感器测试时，需要注意一些问题。

首先，要确保测试环境的稳定性，避免外界干扰对测试结果的影响。

其次，要注意传感器与目标物体之间的距离，过远或过近都可能导致测量误差。

此外，还应注意超声波传感器的工作频率范围，选择合适的信号发生器进行测试。

在测试过程中，还应注意保持传感器的工作温度和电压范围，避免超出其额定参数。

除了基本功能测试，还可以进行一些其他的测试。

例如，可以测试超声波传感器的角度分辨率和测量范围。

角度分辨率是指传感器能够识别目标物体位置的最小角度间隔，测量范围是指传感器可以测量的最大距离。

这些参数的测试可以通过在不同角度和距离下，观察传感器输出信号的变化来进行。

还可以进行一些特殊环境下的测试。

例如，在高温或低温环境中，测试超声波传感器的性能。

在湿度较高或存在尘埃等环境中，测试传感器的稳定性和抗干扰能力。

这些测试可以帮助评估超声波传感器在不同工作环境下的适用性。

超声波传感器的测试方法包括基本功能测试、角度分辨率和测量范围的测试以及特殊环境下的测试。

在测试过程中，需要注意测试环境的稳定性、传感器与目标物体的距离以及传感器的工作参数。

超声波传感器测距的教案教案一课题：超声波传感器测距教学目标：1. 让学生理解超声波传感器的工作原理和应用。

2. 学生能够掌握超声波传感器测距的方法和步骤。

3. 通过实验探究，培养学生的科学思维和实践能力。

4. 激发学生对科学技术的兴趣和探索精神。

教学重点与难点：- 教学重点：超声波传感器的工作原理和测距方法。

- 教学难点：理解超声波传播过程中的时间与距离的关系。

教学方法：实验探究法、小组合作法教学过程：一、导入新课展示一些利用超声波传感器的实际应用场景，如倒车雷达、自动门等，引导学生思考超声波是如何实现测距功能的。

二、新课讲授1. 讲解超声波的特性，如方向性好、穿透力强等。

2. 引出超声波传感器，结合实物介绍其结构和组成部分。

3. 阐述超声波传感器测距的原理：通过发射超声波并接收反射波，根据时间差计算距离。

三、实验探究1. 分组进行实验，每组一套超声波传感器实验装置。

2. 教师指导学生进行实验操作，包括连接电路、设置参数等。

对话示例：师：“同学们，现在大家开始分组进行实验，先检查一下实验装置是否齐全，然后按照步骤进行操作。

”生：“好的，老师。

”师：“在连接电路的时候要注意正负极哦，有不明白的随时问老师。

”3. 记录实验数据，如发射和接收的时间差。

四、数据分析与讨论1. 各小组汇报实验数据。

2. 共同分析数据，探讨影响测距精度的因素。

对话示例：师：“请各个小组把你们的实验数据分享一下。

”生：“我们这组测了几个不同距离的数据……”师：“大家一起来分析一下这些数据，看看能发现什么问题。

”五、知识拓展介绍超声波传感器在其他领域的应用，如工业自动化、医疗等。

六、总结归纳1. 回顾本节课的重点内容：超声波传感器的原理和测距方法。

2. 强调实验过程中的注意事项和科学态度。

教材分析：本节课的内容紧密结合实际应用，通过对超声波传感器的学习，使学生了解现代科技在日常生活中的应用。

教材内容循序渐进，从超声波的基本特性到传感器的工作原理，再到具体的测距方法，有利于学生逐步掌握知识。

距离传感器的种类及应用距离传感器是一种能够测量物体与其之间距离的器件，广泛应用于工业自动化、机器人技术、无人驾驶、机载导航、安防监控等领域。

根据工作原理和使用方式的不同，距离传感器可以分为多种类型，下面将详细介绍其中的几种常见类型及其应用。

1. 超声波传感器：超声波传感器是一种利用超声波的回波时间来计算距离的传感器。

它通过发射一个超声波脉冲，测量脉冲从发射到接收的时间，并通过声速来计算物体的距离。

超声波传感器具有测量范围广、测量稳定、对颜色、纹理等影响较小等特点，广泛应用于避障、距离测量、定位导航等领域。

例如，无人机在飞行过程中可以利用超声波传感器检测障碍物，并避免与障碍物发生碰撞。

2. 激光传感器：激光传感器利用激光束与物体之间的反射时间来测量距离。

它通过发射一束激光光束，然后测量光束返回的时间来计算物体的距离。

激光传感器具有高测量精度、快速响应、较长测量距离等特点，在工业自动化、机器人导航、航空航天等领域广泛应用。

例如，在机器人技术中，激光传感器可以帮助机器人实现精确定位和避障功能。

3. 红外线传感器：红外线传感器是一种利用红外线辐射来测量物体与传感器之间距离的传感器。

它发射红外线光源，然后测量光源反射回来的时间或强度来计算物体的距离。

红外线传感器具有测量速度快、能耗低等特点，广泛应用于智能家居、安全监控、机器人导航等领域。

例如，在智能家居中，红外线传感器可以用于检测人体距离，实现智能照明和自动门禁等功能。

4. 毫米波雷达传感器：毫米波雷达传感器利用发射和接收毫米波信号来测量物体的距离。

它具有高精度、长测量距离等特点，主要应用于安防监控、交通管理和车辆导航等领域。

例如，毫米波雷达传感器可以用于智能交通系统中，实时监测车辆与前方障碍物的距离，以实现智能避障和自动跟车功能。

除了上述介绍的几种常见的距离传感器类型，还有其他类型的距离传感器，如电感传感器、电容传感器等，它们在特定的应用场景中也有着广泛的应用。

目录一、课程设计任务书 (2)二．超声波传感器测距原理 (4)2.1超声波传感器 (4)2.2超声波测距原理概述 (5)三．系统总体设计方案 (6)四．系统的硬件结构设计 (8)4.1单片机最小系统原理概述 (8)4.2超声波发射电路 (14)4.3超声波检测接收电路 (14)4.4超声波测距系统的显示电路设计 (15)4.5PROTUES仿真硬件电路图 (15)五．系统软件的设计 (16)5.1超声波测距仪的算法设计 (16)5.2程序流程图 (16)5.3主程序设计 (18)5.4定时中断服务子程序设计 (18)5.5超声波发生子程序和超声波接收中断程序设计 (19)六．调试结果 (20)七．系统误差来源及解决方案分析 (22)八．收获体会 (23)参考文献 (24)附录一超声波测距电路原理图 (25)附录二程序清单 (26)附录三元件清单 (36)一、课程设计任务书《智能仪器综合设计》课程设计任务书题目：超声波测距系统设计一、课程设计任务超声波测距主要应用于倒车雷达、建筑施工工地以及一些工业现场，如液位、井深、管道长度等场合。

超声波测距的原理是，发射器发射出超声波，遇到被测物体后返回声波由接收器接收，测量出超声波发射和接收到回波的时间差，超声波波速与时间差乘积的一半即为被测距离。

该超声波测距系统以A T89S52单片机为核心进行设计。

二、课程设计目的通过本次课程设计使学生掌握：1）智能仪器的一般设计、实现方法；2）超声波传感器测距的工作原理；3）智能仪器设计的实际调试技巧。

从而提高学生对智能仪器的设计和调试能力。

三、课程设计内容和要求1、掌握超声波传感器的测距原理，测量结果数显；2、根据超声波测距原理，设计超声波测距系统的硬件结构电路并画出原理图；3、用PROTUES对所设计的系统进行仿真；4、给出软件设计流程图；5、系统软硬件连调，给出该测距系统的性能指标，并对产生的误差进行分析。

四、课程设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）超声波传感器测距原理；（3）系统总体设计方案；（4）超声波测距系统硬件电路的设计，包含发射电路、接收电路和显示模块的设计，用PROTEL软件绘制硬件原理图并列出器件清单，用PROTUES仿真；（5）软件设计：程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序的名称及其功能）；（6）调试结果：各个关键点波形和实测数据组；（7）系统误差来源及解决方案分析；3、收获、体会4、参考文献五、课程设计进度安排周次工作日工作内容第一周1 布置课程设计任务，查找相关资料2 熟悉智能仪器综合实验平台所提供的相关资源3 完成总体设计方案4 画出硬件原理图并进行仿真5 完成硬件接线，编写程序并调试第二周1 编写程序并调试2 编写程序并调试3 编写程序并调试及准备课程设计报告4 完成课程设计报告并于下午两点之前上交5 答辩本课题共需两周时间七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%。

stm32超声波测距原理STM32超声波测距原理引言：超声波测距是一种常用的测量技术，它利用超声波的传播速度和回波时间来测量目标物体与传感器的距离。

STM32是一种基于ARM Cortex-M内核的32位微控制器，具有丰富的外设和强大的计算能力，广泛应用于各种测量和控制系统中。

一、超声波测距原理超声波测距原理是利用超声波在空气中的传播速度及其传播时间来计算目标物体与传感器之间的距离。

具体过程如下：1. 发射超声波信号：STM32通过IO口控制超声波传感器向目标物体发射超声波信号。

超声波传感器内部包含一个震荡器，当接收到控制信号后，震荡器开始振动产生超声波。

2. 超声波传播：发射的超声波信号在空气中以声速传播，碰到目标物体后会发生反射。

3. 接收回波信号：超声波传感器同时兼具发射和接收功能，它可以接收到目标物体反射回来的超声波信号。

4. 计算距离：STM32通过定时器捕获功能记录超声波发射和接收的时间差，根据声速和时间差计算出目标物体与传感器之间的距离。

二、STM32实现超声波测距STM32作为控制器，可以实现超声波测距功能。

具体步骤如下：1. 初始化定时器：首先，需要初始化STM32的定时器，配置为捕获模式，并设置相关参数，例如计数边沿、预分频系数等。

定时器的作用是记录超声波发射和接收的时间差。

2. 发射超声波信号：通过STM32的IO口控制超声波传感器，使其发射超声波信号。

通常情况下，发射信号的持续时间为10微秒左右。

3. 接收回波信号：超声波传感器接收到反射回来的超声波信号后，将触发STM32的定时器，记录接收到回波信号的时间。

4. 计算距离：根据定时器记录的发射和接收时间差，结合声速的数值，可以通过简单的计算公式得到目标物体与传感器之间的距离。

三、注意事项1. 需要根据具体的超声波传感器和环境来选择合适的声速数值，常见的声速数值为340m/s。

2. 超声波测距的有效范围受到多种因素的影响，例如超声波传感器的发射功率、接收灵敏度、目标物体的形状和表面特性等。

超声波距离传感器的工作原理
超声波距离传感器是一种测量距离的电子设备，它的工作原理是利用超声波的特性进行测量。

超声波是一种高频声波，它的频率通常在20kHz以上。

超声波距离传感器通过发出一束超声波，经过一定时间后，接收回波信号，并根据回波信号的时间和速度计算出被测物体与超声波距离的大小。

超声波距离传感器发出的超声波是由一个声发生器产生的，它的频率通常在40kHz左右。

超声波在空气中传播的速度是固定的，大约是340米/秒。

当超声波遇到一个物体时，会发生声波的反射，形成一个回波信号。

传感器会记录下发出超声波和接收回波信号之间的时间差，这个时间差就是超声波传播的时间，乘以传播速度就可以计算出被测物体与传感器之间的距离。

超声波距离传感器通常有两种工作模式：连续测距模式和单次测距模式。

在连续测距模式下，传感器会不断地发出超声波，并记录下每一次接收到回波信号的时间，根据时间差计算出被测物体与传感器的距离。

在单次测距模式下，传感器只会发出一次超声波，接收到回波信号后就停止工作，根据时间差计算出被测物体与传感器的距离。

超声波距离传感器广泛应用于各种领域，如机器人导航、车辆避障、温度控制、水位监测等。

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超声波测距工作原理超声波测距技术是一种常见且有效的测距方法，广泛应用于各个领域，如工业控制、医疗诊断、安全监测等。

超声波测距的原理是利用声波在介质中传播的特性，通过测量声波的传播时间，计算得出被测物体与探测器的距离。

本文将详细介绍超声波测距的工作原理和应用。

一、超声波的产生和传播超声波是频率高于人类能听到范围（20kHz）的声波，常用的产生超声波的方法有压电效应和磁致伸缩效应。

通过施加电压或磁场，引发压电晶体或磁性材料的振动，产生超声波。

超声波在空气、液体或固体介质中传播时，具有频率高、传播速度快、穿透能力强的特点。

在传播过程中，超声波会遇到不同介质的界面，部分能量将被反射，部分能量将穿透进入下一个介质并继续传播，从而形成回波。

二、超声波测距的原理超声波测距的原理是基于声速与距离之间的关系，即在同一介质中，声波传播的时间与被测物体与传感器的距离成正比。

测量超声波的传播时间，即可计算出距离。

超声波测距一般采用脉冲回波法，即发射一个短脉冲超声波信号，当该信号遇到物体后被反射回传感器，传感器接收到回波信号后停止发射，并测量回波信号的传播时间。

根据信号的往返时间和声速，可以计算出被测物体与传感器之间的距离。

三、超声波测距的实现超声波测距通常需要以下几个关键组件：发射器、接收器、计时电路和信号处理电路。

发射器负责发射超声波信号，一般采用压电晶体作为声波发生器。

接收器用于接收回波信号，其构造与发射器类似，但是仅充当声波接受器。

计时电路用于测量信号的传播时间，一般采用定时器或计数器来实现。

信号处理电路用于计算距离，通常采用微处理器或专用的测距芯片。

当发射器发出超声波信号后，接收器开始等待回波信号。

一旦接收器接收到回波信号，计时电路开始计时，并停止发送信号。

接着，信号处理电路利用计时电路测得的时间和声速信息，计算出被测物体与传感器的距离，并输出测量结果。

四、超声波测距的应用超声波测距技术在工业、医疗、交通、安防等领域广泛应用。

超声波测距工作原理超声波测距技术是一种常见且广泛应用于各行业的非接触式测距方法。

它借助超声波在空气中的传播特性，通过发射器发出超声波，再由接收器接收反射回来的超声波，并根据测量时声波的回程时间来计算距离。

本文将详细介绍超声波测距的工作原理。

一、超声波的生成和传播超声波是一种频率高于人类听觉范围的声波，其频率通常大于20kHz。

超声波的生成是通过压电晶体实现的。

在超声波传感器中，压电晶体被施加电压时会发生压电效应，从而产生机械变形，进而产生声波。

这些声波经由发射器释放到空气中，然后向远处传播。

超声波在空气中传播速度较快，大约为340米/秒。

二、超声波测距的原理当超声波遇到物体表面时，部分能量将被物体表面反射，另一部分则穿透物体继续传播。

接收器通过接收到反射回来的超声波信号，并测量从发射器发射声波到接收器接收到声波的时间差，就可以计算出待测物体与传感器的距离。

三、超声波测距的实现1. 发射器发出超声波信号：发射器首先将电能转换为机械能，使压电晶体振动产生超声波信号。

超声波信号在空气中传播，向待测物体表面传输。

2. 超声波信号的反射：当超声波遇到物体表面时，部分声波能量被物体表面反射回来。

这些反射波与传感器之间的距离是待测距离的重要参考。

3. 接收器接收超声波信号：接收器接收到反射回来的超声波信号，并将其转换成电能。

4. 时间差测量：通过测量从发射器发出声波到接收器接收到声波的时间差，可以计算出待测物体与传感器的距离。

这个时间差是通过传感器内部的计时器来测量的。

5. 距离计算：根据声波在空气中的传播速度，利用已知的时间差，可以使用以下公式来计算待测物体与传感器之间的距离：距离 = （声波在空气中的传播速度 ×时间差）/ 2四、超声波测距的优势和应用领域超声波测距技术具有以下优势：1. 非接触式测距：超声波测距不需要与待测物体直接接触，因此可以在不损坏待测物体的情况下进行测量。

2. 高精度和稳定性：超声波测距的精度较高，可以达到毫米级别，并且具有较好的稳定性。

一、超声波测距原理超声波测距原理是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时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v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即:S = v·△t /2 ①这就是所谓的时间差测距法。

由于超声波也是一种声波, 其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。

在使用时,如果温度变化不大, 则可认为声速是基本不变的。

常温下超声波的传播速度是334 米/秒,但其传播速度V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大，如温度每升高1 ℃, 声速增加约0. 6 米/ 秒。

如果测距精度要求很高, 则应通过温度补偿的方法加以校正（本系统正是采用了温度补偿的方法）。

已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为：V = 331.45 + 0.607T ②声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。

这就是超声波测距仪的机理。

二、系统硬件电路设计图2 超声波测距仪系统框图基于单片机的超声波测距仪框图如图2所示。

该系统由单片机定时器产生40KHZ的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和显示电路等构成。

单片机是整个系统的核心部件，它协调和控制各部分电路的工作。

工作过程：开机，单片机复位，然后控制程序使单片机输出载波为40kHz的10个脉冲信号加到超声波传感器上，使超声波发射器发射超声波。

当第一个超声波脉冲群发射结束后，单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数，这样就得到了从发射到接收的时间差△t;根据公式①、②计算出被测距离,由显示装置显示出来。

下面分别介绍各部分电路：1 、超声波发射电路超声波发射电路如图3所示，89C51通过外部引脚P1.0 输出脉冲宽度为250μs , 40kHz的10个脉冲串通过超声波驱动电路以推挽方式加到超声波传感器而发射出超声波。