超声波测距仿真文件 超声波测距的仿真



     首先,超声波测距有着广泛的应用,其有关的论文也很多,主要体现在硬件构建和编制程序方面,但在仿真研究上相对的不完整,特别是从开始发射波到接收波的这段时间,基本上没有得到仿真。其次,鉴于学生利用资源的经验很少,故在教学方面,特别要求在硬件制作之前有充分的仿真分析,从而很好地完成一次设计。最后,本研究涉及超声波测距的系统,利用555定时器以及简单的RC电路,重点实现超声波发射与接收之间的时间计算与仿真。

  1 超声波测距原理

  超声波传感器发射一定频率的超声波,借助空气媒质传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,经反射后由超声波接收器接收脉冲,其所经历的时间即往返时间,与超声波传播的路程的远近有关。假定s为被测物体到测距仪之间的距离,测得的时间为t(s),超声波传播速度为c(m/s),则有关系式:

  声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离:

 超声波测距仿真文件 超声波测距的仿真

  从表2可以看出,随着电阻值的增加,延时加长,测距将会增加;当环境温度升高10℃,声速增加,相应测距略有增加;仿真值与计算值存在粗大误差和累积误差。

  其中粗大误差来自测量中的盲区,即延时避开直达信号,软件设置为650μs,超声波在这段时间能够传播的距离称为盲区;累积误差主要为元器件自身的时延加长了,误差值将随之增加。

  至此,超声波测距系统仿真完全实现。本系统易于产品化、具有较强的实用价值,可用于距离探测和方位探测,如液面、井深测量,方位入侵报警、汽车防撞及倒车雷达等。后期可增加串口通讯模块,直接将测距结果通过串口发送到上位机,从而实现更宽广的数据存储和更加灵活的数据操作。

 

  

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