一種高精度的超聲波測距系統的制作方法

本實用新型涉及一種高精度的超聲波測距系統。

背景技術：

在日常生產生活中,很多場合如汽車倒車、機器人避障、工業測井、水庫液位測量等需要自動進行非接觸測距。超聲波是指頻率大于20 KHz的在彈性介質中產生的機械震蕩波,其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點,因此常被用于非接觸測距。超聲波脈沖回波法在超聲波檢測中應用廣泛。該方法通過測量超聲波傳播時間來測量距離，測量精度主要取決于超聲波的傳播時間和傳播速度。

為了提高超聲波測距的精度，人們做了許多的工作，如在硬件上加入專用定時芯片，以提高超聲波傳播時間的分辨率；利用現場可編程門陣列的可編程特性和很高的工作效率設計了高速計數模式；采用Microchip公司的PIC單片機完成計時等，這些方法或者使硬件結構變得復雜了，或者精度沒有得到明顯的提高。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：提供一種高精度的超聲波測距系統，結構簡單，測距精度高，以解決現有技術中存在的問題。

本實用新型采取的技術方案為： 一種高精度的超聲波測距系統，包括控制器和超聲波傳感器，所述控制器連接超聲波傳感器和顯示模塊，所述超聲波傳感器通過依次連接的前置放大電路和濾波電路連接到自動增益控制電路，所述自動增益控制電路通過整形電路連接到控制器，所述顯示模塊用于顯示測距大小。

優選的，上述自動增益控制電路包括儀表放大器AD620和數字電位器MCP41100，能夠保證可靠的距離測試信號。

優選的，上述控制器還連接有溫度傳感器，所述溫度傳感器用于測量測距環境溫度，通過溫度傳感器測定環境溫度，并通過控制器進行溫度補償計算獲得更佳精確的距離測試數據，避免溫度帶來的測試誤差。

優選的，上述控制器還連接有語音提示裝置，所述語音提示裝置用于提醒距離大小和距離閥值提醒，通過語音提示裝置能夠將測試的數據進行預報以及對于距離極限時發出報警信號。

優選的，上述控制器采用單片機W77E58，該單片機控制容易，結構簡單，速度快，控制精確可靠。

本實用新型的有益效果：與現有技術相比，本實用新型采用自動增益控制電路實現超聲波傳感器距離測試的高精度，保證測試數據的可靠性，測試結構簡單，有效解決了現有技術中存在的結構復雜和測試精度不高的問題，本實用新型還具有控制結構簡單、價格便宜和控制方便快捷、維護成本低的特點。

附圖說明

圖1為本實用新型的控制結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體的實施例對實用新型進行進一步介紹。

實施例1：如圖1所示，一種高精度的超聲波測距系統，包括控制器和超聲波傳感器，控制器采用高速單片機W77E58，控制器連接超聲波傳感器和顯示模塊，超聲波傳感器通過依次連接的前置放大電路和濾波電路連接到自動增益控制電路，濾波電路采用帶通濾波電路，自動增益控制電路通過整形電路連接到控制器，顯示模塊用于顯示測距大小，超聲波回波信號的幅值隨著被測距離的增大而呈指數規律衰減,遠距離目標的回波信號幅度小。以接收信號的幅值超過固定閾值的時刻作為計時停止信號,會導致計時誤差隨著測量距離的增加而增大，為此設計自動增益控制電路，使得電壓放大倍數隨測量距離的增大而呈指數規律增加,使接收回波的幅值基本保持不變,再通過整形電路輸出,便可以明顯地提高測量精度，自動增益控制電路包括儀表放大器AD620和數字電位器MCP41100，通過單片機控制器實現增益可調，控制器還連接有溫度傳感器和語音提示裝置，溫度傳感器用于測量測距環境溫度，語音提示裝置用于提醒距離大小和距離閥值提醒，控制器上還連接有通信串口。

超聲波傳感器為發射與接收電路為收發一體式，并連接著探頭。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內，因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。