1. 超聲波發射功率與傳播距離的關系公式是什麼求教!
簡單的說就去看聲吶方程。裡面會有描述聲功率,環境因素,接收因素等影響的。
2. 老師,我想問一下怎麼能確定超聲波測距的最大測距范圍
你好!
銘揚超聲波小編為您解答: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。
3. 超聲波測距公式
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)。
4. 空氣中超聲波信號強度和測量距離的關系
的超聲波測距原理
原理是在空氣中使用超聲波距離測量超聲波的傳播速度是已知的,測量的聲波反射後發射時間障礙物,根據發送器和接收器,用於計算發射之間的時間差指向該障礙物的實際距離。因此,超聲波和雷達測距原理的原理是一樣的。
測距公式為:L = C×T
其中L是測量距離的長度,C是在空氣中的超聲波傳播速度,T為距離測量的傳播時間差(T傳輸的一半接收時間值)。
超聲波測距主要應用於逆向提醒,建築工地,工業現場,如距離測量,雖然目前距離范圍可以達到幾百米,但測量的精度往往只能達到厘米量級。
作為超聲波發射器是容易取向,良好的方向,強度,易於控制,具有與待測量的物體不直接接觸的優點,是理想的液位測量的手段。在精密的液位測量需要達到毫米級的精度,但是目前國內的超聲波測距專用集成電路僅僅是厘米級的精度。通過分析生成的提高測量時間差到微秒級,以及以補償與LM92溫度感測器的聲波傳播速度的超聲波距離測量誤差的原因,我們設計了一個高精度的超聲測距儀可以實現毫米波電平精度。
C×T />超聲波測距誤差分析,表明測距誤差由超聲波測距時間誤差傳播誤差傳播速度引起的。
當記者問時間誤差范圍小於1mm誤差,假設已知超聲波速度C =344米/秒(20℃環境溫度下),忽略聲音傳播錯誤的速度。測距誤差S△噸<(0.001/344)≈0.000002907s的2.907ms。
在超聲波前提的傳播速度是精確的,測量的傳播時間差,只要達到微秒級的距離的准確性,我們可以保證小於1mm的誤差測距誤差。作為時鍾參考89C51單片機的定時器12MHz晶振可以很容易地計算為1μs的精度,因此系統可以採用1mm以內測量范圍89C51定時器錯誤保證時間。
超聲波錯誤
受空氣的密度,空氣的密度更高的超聲波傳播速度的傳播速度,超聲波的速度傳播,空氣密度和溫度有著密切的的關系,如表1所示。
已知超聲波速度與溫度關系如下:
其中:r - 給定的空氣的熱容量熱容量氣體的比例為1.40,
R - 通用氣體常數,8.314千克·mol-1的·K-1,空氣
M-氣體分子量為28.8×10-3公斤·mol-1的,
筆 - 絕對溫度,273K + T℃。
近似公式:C = C0 0.607×T℃
其中:C0為零時的聲音332米/ s的速度;
T為實際溫度(℃)。當
精度要求的超聲波測距達到1mm時,超聲波傳播必須考慮到環境溫度。例如,當溫度為0℃超聲速332米/秒,30℃超聲速350米/ s時,由於溫度的變化改變18米/秒。如果超聲在速度測量0℃30℃的環境測量誤差造成的100米距離達到5M,1米測量誤差將達到5mm處。
5. 關於超聲波的傳播距離問題,純理論,無需計算!!!!!求大師解答!!!
超聲波也是聲波的一種,只是它的頻率不在人能感受到的范圍內。在地下傳得遠,聲波傳播介質為固體時能量消耗小,所以傳得遠
6. 這種超聲波可以發射多遠的距離
這種超聲波可以發射多遠的距離??
超聲波在水中比電磁波的傳播距離遠
超聲波屬於機械波,機械波在介質中傳播性能好,電磁波在水中比在真空的衰減大.
7. 超聲波一秒傳播多少米
超聲波在空氣中傳播的聲速V 約等於331.4+0.6T,T是溫度(攝氏度)
如果計算出空氣中的傳播時間,那麼距離=V×t/2
8. 超聲波在鋼中能傳播多遠的距離
應該是速度問題,
真空 0m/s(也就是不能傳播)
空氣(15℃)340m/s
空氣(25℃)346m/s
軟木 500m/s
煤油(25℃)1324m/s
蒸餾水(25℃)1497m/s
海水(25℃)1531m/s
銅(棒)3750m/s
大理石 3810m/s
鋁(棒)5000m/s
鐵(棒)5200m/s 各種鋼可能傳播速度不太相同。
9. 超聲波在水中能傳送多少米
理論上這是無限遠的,但實際上到達一定距離時振幅已小到可忽略不計。
假定一個較小值k,當振幅小於k時聲波忽略不計。則當k值不變時,超聲波的傳送距離和振源振幅呈正相關。
10. 超聲波的工作頻率和其傳播的距離有什麼關系
一般來說,相同結構的探頭,頻率越低,傳播距離越遠。