基于单片机的超声波测距系统设计 用HC-SR04传感器

1c1, 2c2——分别为两介质的特征阻抗，其中c1,c2为反射波和折射波的速度。反射角、折射角与声速c1,c2满足折射定律关系式：当超声波垂直入射界面时，即 0，则：

sin c1

。 sin c2

2c2 c

222

1c1 1c1

T R

2c22c21 1

1c1 1c1

1

如果sin >

c1

，入射波完全被反射，在相邻两个介质中没有折射波。 c2

如果超声波斜入射到两个固体介质面或两粘滞弹性介质面时，一列斜入射的纵波不仅产生反射纵波和折射纵波，而且还产生反射横波和折射横波。

(2)超声波的衰减

超声波在一种介质中传播，其声压和声强按指数函数规律衰减。

在平面波的情况下，距离声源x处的声压p和声强I的衰减规律如下：

p p0e Ax I I0e 2Ax 式中：p0,I0——距离声源x=0处的声压和声强； x——超声波与声波间的距离；

A——衰减系数，单位为Np/cm（奈培/厘米）。

(3)超声波的干涉

如果在一种介质中传播几个声波，于是产生波的干涉现象。若以两个频率相同，振幅 1和 2不等，波程差为d的两个波干涉为例，该两个波合成振幅为

1 ( 1 2 2 1 2cos

22

2 d

)，其中 为波长。从上式看出，

12

当d=0或d=n （n为整数）时，合成振幅 r达到最大值；当d=n时，合成振幅 r为最小值。当 1 2 时， r 2 cos

2

(n 1,3,5,...)

d

；当d 的奇数倍

2

时，两波相互抵消合成幅度为0。

由于超声波的干涉，在辐射器的周围形成一个包括最大最小的扬声场。 3 超声波对声场产生的作用

(1) 机械作用