超声波测距毕业论文(9)

时间:2025-04-03

基于单片机的超声波测距系统设计 用HC-SR04传感器

超声波传播过程中,会引起介质质点交替的压缩与伸张,构成了压力的变化,这种压力的变化将引起机械效应。超声波引起质点的运动,虽然位移和速度不大,但是与超声波振动的频率的平方成正比的质点的加速度却很大。有时足以达到破坏介质的程度。

(2) 空化作用

在流体动力学指出,存在于液体中的微气泡在声场的作用下振动,当声压达到一定的值时,气泡将迅速膨胀,然后突然闭合,在气泡闭合时产生冲击波,这种膨胀、闭合、振动等一系列动力学过程称为空化。

(3) 热学作用

如果超声波作用于介质时被介质所吸收,实际上也就是有能量吸收,同时,由于超声波的振动,使介质产生强烈的高频振荡介质相互摩擦产生热热量,这种能量使介质温度升高。

4 超声波传感器

超声波传感器主要有电致伸缩和磁致伸缩两类,电致伸缩采用双压电陶瓷晶片制成,具有可逆特性。

压电陶瓷片具有如下特性:当在其两端加上大小和方向不断变化的交流电压时,就会产生“压电效应”,使压电陶瓷也产生机械变形,这种机械变形的大小以及方向与外加电压的大小和方向成正。也就是说,若在压电晶片两边加以频率为f0的交流电电压时,它就会产生同频率的机械振动,这种机械振动推动空气的张弛,当f0落在音频范围内时便会发出声音。反之,如果由超声波机械振动作用于陶瓷片使其发生微小的形变时,那么压电晶片也会产生与振动频率相同的微弱的交流信号。

超声波传感器结构如下:

图 2.1.2 元件内部结构 图 2.1.3 超声波外部结构 2.2

超声波测距系统原理

在超声探测电路中,发射端得到输出脉冲为一系列方波,其宽度为发射超声的时间间隔,被测物距离越大,脉冲宽度越大,

输出脉冲个数与被测距离成正比。

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