[实用新型]一种高精度的超声波测距系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高精度的超声波测距系统。

背景技术

在日常生产生活中,很多场合如汽车倒车、机器人避障、工业测井、水库液位测量等需要自动进行非接触测距。超声波是指频率大于20 KHz的在弹性介质中产生的机械震荡波,其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点,因此常被用于非接触测距。超声波脉冲回波法在超声波检测中应用广泛。该方法通过测量超声波传播时间来测量距离，测量精度主要取决于超声波的传播时间和传播速度。

为了提高超声波测距的精度，人们做了许多的工作，如在硬件上加入专用定时芯片，以提高超声波传播时间的分辨率；利用现场可编程门阵列的可编程特性和很高的工作效率设计了高速计数模式；采用Microchip公司的PIC单片机完成计时等，这些方法或者使硬件结构变得复杂了，或者精度没有得到明显的提高。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种高精度的超声波测距系统，结构简单，测距精度高，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型采取的技术方案为： 一种高精度的超声波测距系统，包括控制器和超声波传感器，所述控制器连接超声波传感器和显示模块，所述超声波传感器通过依次连接的前置放大电路和滤波电路连接到自动增益控制电路，所述自动增益控制电路通过整形电路连接到控制器，所述显示模块用于显示测距大小。

优选的，上述自动增益控制电路包括仪表放大器AD620和数字电位器MCP41100，能够保证可靠的距离测试信号。

优选的，上述控制器还连接有温度传感器，所述温度传感器用于测量测距环境温度，通过温度传感器测定环境温度，并通过控制器进行温度补偿计算获得更佳精确的距离测试数据，避免温度带来的测试误差。

优选的，上述控制器还连接有语音提示装置，所述语音提示装置用于提醒距离大小和距离阀值提醒，通过语音提示装置能够将测试的数据进行预报以及对于距离极限时发出报警信号。

优选的，上述控制器采用单片机W77E58，该单片机控制容易，结构简单，速度快，控制精确可靠。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型采用自动增益控制电路实现超声波传感器距离测试的高精度，保证测试数据的可靠性，测试结构简单，有效解决了现有技术中存在的结构复杂和测试精度不高的问题，本实用新型还具有控制结构简单、价格便宜和控制方便快捷、维护成本低的特点。

附图说明

图1为本实用新型的控制结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1所示，一种高精度的超声波测距系统，包括控制器和超声波传感器，控制器采用高速单片机W77E58，控制器连接超声波传感器和显示模块，超声波传感器通过依次连接的前置放大电路和滤波电路连接到自动增益控制电路，滤波电路采用带通滤波电路，自动增益控制电路通过整形电路连接到控制器，显示模块用于显示测距大小，超声波回波信号的幅值随着被测距离的增大而呈指数规律衰减,远距离目标的回波信号幅度小。以接收信号的幅值超过固定阈值的时刻作为计时停止信号,会导致计时误差随着测量距离的增加而增大，为此设计自动增益控制电路，使得电压放大倍数随测量距离的增大而呈指数规律增加,使接收回波的幅值基本保持不变,再通过整形电路输出,便可以明显地提高测量精度，自动增益控制电路包括仪表放大器AD620和数字电位器MCP41100，通过单片机控制器实现增益可调，控制器还连接有温度传感器和语音提示装置，温度传感器用于测量测距环境温度，语音提示装置用于提醒距离大小和距离阀值提醒，控制器上还连接有通信串口。

超声波传感器为发射与接收电路为收发一体式，并连接着探头。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。