㈠ 超聲波測距的幾種方法原理
相位檢測法是通過測量返回波與發射波之間相差多少相位，判斷距離；聲波幅值檢測法是看回波的幅度大小，判斷距離；渡越時間檢測法是通過回波的返回時延判斷距離；
個人認為，相位檢測法最精確，但是測量距離也較短，電路復雜；幅度法最簡單最廉價，也最不精確；時間檢測法是居中的，也不太復雜，測量距離、精度也都不錯，所以應用比較廣泛。
㈡ 超聲波測距方法有哪些
對於第一個問題：
超聲波測距，通常在10米以內，但也有個別廠家做到幾十米甚至百米的。超聲波測距有以下幾個特點：1、頻率越高，精度也越高，但檢測距離越近（空氣衰減增大）；2、輸出功率越高、靈敏度越高，檢測距離也越遠（雖然是廢話，但我必須寫上）；3、通常檢測角度小的，測距范圍略遠；4、以上因素所造成的影響加起來，可能沒有被測物體帶來的影響更大：例如一個剛性表面（例如鋼板）和一根鐵絲、或者在鋼板表面鋪滿吸音綿、或者把鋼板與探頭法線夾角從垂直改為傾斜45度等等，這些因素所帶來的影響最大的。這也許不太容易理解，如果把超聲波比作可見光，那麼剛性表面可以理解成鏡子，要想讓你發現距離很遠的人，對方用鏡子『晃』你是最好不過的了。但如果把鏡子罩上黑紙，或者把鏡子傾斜45度所帶來的影響，你我可想而知，超聲波也一樣。
第二個問題：
一個單片機上同時使用幾個不同頻率的超聲波模塊，這就是軟體程序的問題，沒有什麼難度，大學生就可以做，我想你一定也沒問題。關於測距模塊，從20khz~400khz，測距范圍從0.1m~30m這些都不難購到，技術也不是很難。問題是，你能找到這么多頻率的探頭么？雖然超聲波探頭的各種頻率都有，但它是針對量程來劃分的，同一個量程里，頻率都很接近（例如3-10米測距基本都是40khz）。你要在同一個量程里找出4種不同頻率來，恐怕是有難度的。當然你也可以用4種不同的頻率來驅動同一種探頭。可是，若4個頻率中的某個頻率與探頭的中心頻率差別大了（例如超過5%），會導致效率大幅減低，如果頻率差別小了，識別、區分他們又有困難，例如對於一個40khz的探頭，一般廠家規定的下限和上限也就是38khz~42khz，我們就算冒險用到37khz~43khz（從可靠性和穩定性考慮，我不贊成這么用），你需要區分37khz、39khz、41khz、43khz四種頻率的反饋信號，如此以來，常規的測距電路是不能用了，你需要研究一種全新的測距方案來識別他們，而且不能影響正常的計時精度，我建議你參考一些微波雷達的技術。
㈢ 超聲波測距的原理
二、 超聲波測距原理
1、 超聲波發生器
為了研究和利用超聲波，人們已經設計和製成了許多超聲波發生器。總體上講，超聲波發生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產生超聲波，一類是用機械方式產生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等；機械方式有加爾統笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發生器。
2、壓電式超聲波發生器原理
壓電式超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發生器內部結構如圖1所示，它有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將會發生共振，並帶動共振板振動，便產生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機械能轉換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。
3、超聲波測距原理
超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。
測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。
超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用集成電路都是只有厘米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，我們設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。
超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：
式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5cm。
㈣ 超聲波感測器如何測距
超聲波感測器測距工作原理：超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號（通常是電信號）的感測器。超聲波是指頻率大於20 kHz的在彈性介質中產生的機械震盪波，其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點，因此常被用於非接觸測距。由於超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。，因此超聲波測距對環境有較好的適應能力，此外超聲波測量在實時、精度、價格也能得到很好的折中。
目前超聲波測距的方法有多種：如往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法。其原理是超聲波感測器發射一定頻率的超聲波，藉助空氣媒質傳播，到達測量目標或障礙物後反射回來，經反射後由超聲波接收器接收脈沖，其所經歷的時間即往返時間，往返時間與超聲波傳播的路程的遠近有關。
㈤ 畢業設計--超聲波測距儀
相關資料，請參考
超聲波測距儀設計及其應用分析
[摘要] 本文利用超聲波傳輸中距離與時間的關系，採用AT89C51單片機進行控制及數據處理，設計出了能精確測量兩點間距離的超聲波測距儀。該測距儀主要由超聲波發射器電路、超聲波接收器電路、單片機控制電路、環境溫度檢測電路及顯示電路構成。利用所設計出的超聲波測距儀，對不同距離進行了測試，並進行了詳盡的誤差分析。
[關鍵詞] 超聲波測距 單片機 溫度感測器
隨著社會的發展，人們對距離或長度測量的要求越來越高。超聲波測距由於其能進行非接觸測量和相對較高的精度，越來越被人們所重視。本設計的超聲波測距儀，可以對不同距離進行測試，並可以進行詳盡的誤差分析。
一、設計原理
超聲測距儀是根據超聲波遇到障礙物反射回來的特性進行測量的。超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即中斷停止計時。 通過不斷檢測產生波發射後遇到障礙物所反射的回波，從而測出發射超聲波和接收到回波的時間差T，然後求出距離L。基本的測距公式為：L=(△t/2)*C
式中 L——要測的距離
T——發射波和反射波之間的時間間隔
C——超聲波在空氣中的聲速，常溫下取為340m/s
聲速確定後，只要測出超聲波往返的時間，即可求得L。
二、超聲波測距儀設計目標
測量距離: 5米的范圍之內;通過LED能夠正確顯示出兩點間的距離;誤差小於5%。
三、數據測量和分析
1.數據測量與分析
由於實際測量工作的局限性，最後在測量中選取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六個距離進行測量，每個距離連續測量七次，得出測量數據(溫度:29℃),如表所示。從表中的數據可以看出，測量值一般都比實際值要大幾厘米，但對於連續測量的准確性還是比較高的。
對所測的每組數據去掉一個最大值和最小值，再求其平均值，用來作為最終的測量數據，最後進行比較分析。這樣處理數據也具有一定的科學性和合理性。從表中的數據來看，雖然對超聲波進行了溫度補償，但在比較近的距離的測量中其相對誤差也比較大。特別是對30cm和50cm的距離測量上，相對誤差分別達到了5%和4.8%。但從全部測量結果看，本設計的絕對誤差都比較小，也比較穩定。本設計盲區在22.6cm左右，基本滿足設計要求。
2.誤差分析
測距誤差主要來源於以下幾個方面：
(1)超聲波發射與接收探頭與被測點存在一定的角度，這個角度直接影響到測量距離的精確值;(2)超聲波回波聲強與待測距離的遠近有直接關系，所以實際測量時，不一定是第一個回波的過零點觸發;(3)由於工具簡陋，實際測量距離也有誤差。影響測量誤差的因素很多，還包括現場環境干擾、時基脈沖頻率等等。
四、應用分析
採用超聲波測量大氣中的地面距離，是近代電子技術發展才獲得正式應用的技術，由於超聲測距是一種非接觸檢測技術，不受光線、被測對象顏色等的影響，在較惡劣的環境(如含粉塵)具有一定的適應能力。因此，用途極度廣泛。例如:測繪地形圖，建造房屋、橋梁、道路、開挖礦山、油井等，利用超聲波測量地面距離的方法，是利用光電技術實現的，超聲測距儀的優點是:儀器造價比光波測距儀低，省力、操作方便。
超聲測距儀在先進的機器人技術上也有應用，把超聲波源安裝在機器人身上，由它不斷向周圍發射超聲波並且同時接收由障礙物反射回波來確定機器人的自身位置，用它作為感測器控制機器人的電腦等等。由於超聲波易於定向發射，方向性好，強度好控制，它的應用價值己被普遍重視。
總之，由以上分析可看出:利用超聲波測距，在許多方面有很多優勢。因此，本課題的研究是非常有實用和商業價值。
五、結論
本設計的測量距離符合市場要求，測量的盲區也控制在23cm以內。針對市場需求，本設計還可以加大發射功率，讓測量的距離更加的遠。在顯示方面，也可以對程序做適當改動，使開始發射超聲波時LED顯示出溫度值，到超聲波回波接收到以後通過計算得出距離值時，LED自動切換顯示距離值，這樣在視覺效果上得到更加直觀的了解。
參考文獻:
[1]孫涵芳徐愛卿:MCS一51／96系列單片機原理及應用(修訂版)[M].北京：北京航空航天大學出版社.2002.46-170
[2]金篆芷王明時:現代感測器技術[M].電子工業出版社.1995.331—335
[3]孫涵芳徐愛卿:MCS一51／96系列單片機原理及應用(修訂版)[M].北京:北京航空航天大學出版社.2002.46-170
[4]路錦正王建勤楊紹國趙珂趙太飛:超聲波測距儀的設計[J].感測器技術.2002
㈥ 老師，關於多超聲波測距，有什麼樣的方法才能同時測得數據。如果採用循環來測距應該怎麼做
對於多超聲波測距來說，如果你要同時做，你就得讓這些超聲波的頻率互相間隔開，否則互相會產生干擾。
如果你覺得這種間隔不容易做到，也可以採用循環掃描法來做，也就是先確定比如4個點，每個點上都有一套超聲波測距裝置（一個發射探頭，一個接收探頭），按一定的規律循環掃描。比如先啟動1號探頭，發射，接收，測量好數據後。啟動第2個，發射，接收，測量好數據。然後第3，第4個。全部測量完成後，把數據集中，按照中學幾何（平面幾何或者立體幾何，具體跟你的探測點放置有關系，物體的位置就相當於以你的探測頭為圓心，以探測出的距離為半徑的一個圓弧上，由於目標只有一個，因此理論上，4個點測出的圓弧最終會相交於1點，也就是物體位置，利用平面或者立體坐標，以及圓的數學函數方程，可以輕易算出來），算出坐標。然後再啟動一次循環，第二次測量出坐標。多測幾次後，把坐標（可能是平面，也可能是立體坐標）進行統計測算（比如求平均值），就可以求出比較准確的物體的坐標了。
從現在的情況看，你要做這么幾步：
1、首先確保你會使用一個超聲波探頭測量距離。
2、你要溫習一下中學幾何的知識。
3、我建議你不要玩模塊，這種東西雖然看似比較簡單，其實你真正能學會的東西不多。而且如果它的軟硬體設計有缺陷（比如你現在遇到的問題），你查也沒法查出來。
㈦ 超聲波測距原理及公式
"超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2
"
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㈧ 減小超聲波測距誤差的方法
超聲波測距誤差分析和減小方法：
根據超聲波測距公式L=C×T，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度C=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907ms。在超聲波的傳播速度是准確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12MHz晶體作時鍾基準的89C51單片機定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89C51定時器能保證時間誤差在1mm的測量范圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關系，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關系如下：
式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
R —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·K-1，
M—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
T —絕對溫度，273K+T℃。
近似公式為：C=C0+0.607×T℃
式中：C0為零度時的聲波速度332m/s；
T為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5mm。而LM92溫度感測器的溫度測試解析度為0.0625℃，-10℃至+85℃准確度為±1.0℃，I2C匯流排介面。用89C51的通用I/O埠能很容易的模擬I2C匯流排的讀寫時序，LM92的高精度溫度測量能很好的補償超聲波在不同溫度的傳播速度。
超聲波測距原理
超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發射後遇到障礙物反射回來的時間，根據發射和接收的時間差計算出發射點到障礙物的實際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達原理是一樣的。測距的公式表示為：L=C×T
式中L為測量的距離長度；C為超聲波在空氣中的傳播速度；T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間數值的一半)。超聲波測距主要應用於倒車提醒、建築工地、工業現場等的距離測量，雖然目前的測距量程上能達到百米，但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用LM92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，設計的高精度超聲波測距儀能達到毫米級的測量精度。
