龙源期刊?/p>
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基于单片机的超声波液位检测系统设?/p>
作者:?/p>
?/p>
郑文?/p>
来源:《海峡科学?/p>
2007
年第
10
?/p>
[
摘要
]
介绍了利?/p>
AT89C51
单片机控制的超声波测距系统的原理。给出了系统构成
,
并在
数据处理中采用了温度补偿修正。此系统具有易控制、工作可靠、测量精度高的优点,可实?/p>
监控液位?/p>
[
关键?/p>
]
单片?/p>
超声?/p>
测距
温度补偿
1
引言
在许多工业生产系统中,需要对系统的液位或物料位进行监测,特别是对具有腐蚀性的?/p>
体液位的测量,传统的电极法是采用差位分布电极,通过给电脉冲来检测液面,电极长期浸泡
在液体中,极易被腐蚀、电解、失去灵敏性,因而对测试设备的抗腐蚀性要求较高。超声波?/p>
位检测系统,利用了超声波传感技术的原理,采取一种非接触式的测量方法,能够实现对工业
系统中液位或物料位的检测;而且超声波具有很好的指向性和束射特性,人耳听不见,一般不
会对人体造成伤害
,
检测工程方便、迅速、易做到实时控制,而且测量精度又能达到工业实用
的要求,所以有广泛的应用前景?/p>
2
超声波测距原?/p>
所谓超声波就是指频率高?/p>
20kHz
的机械波,一般由压电效应或磁致伸缩效应产生;它沿
直线传播,当频率越高,绕射能力越弱,但反射能力越强;它还具有强度大、方向性好等特
点,为此,利用超声波的这些性质就可制成超声波传感器?/p>
超声波传感器是利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应研制而成的传感器。超声波
传感器按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式?/p>
[1]
,其中以压电式最为常用。压
电式超声波传感器常用的材料是压电晶体和压电陶瓷,它是利用压电材料的压电效应来工作
的:逆压电效应将高频电振动转换成高频机械震动,从而产生超声波,可作为发射探头;而正
压电效应是将超声波振动转换成电信号,可作为接收探头?/p>
超声波测距的原理主要是由超声波传感器的发射探头发射超声波
,
当超声波遇到障碍物时
,
会被反射
,
利用单片机记录超声波发射的时间和接收到回波的时间
,
根据当前环境下超声波的传
播速度
,
即可通过公式
S=C*[T/2](S
为被测距?/p>
,C
为空气中声?/p>
,T
为回波时?/p>
,T=T1+T2)
计算?/p>
超声波传播的距离
,
也就得到了障碍物离测试系统的距离。测距原理如?/p>
1
所?/p>
:
3
硬件设计