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超声波传播距离怎么算

发布时间:2022-02-06 06:05:03

1. 超声波发射功率与传播距离的关系公式是什么求教!

简单的说就去看声呐方程。里面会有描述声功率,环境因素,接收因素等影响的。

2. 老师,我想问一下怎么能确定超声波测距的最大测距范围

你好!
铭扬超声波小编为您解答:超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播,途中碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s,根据计时器记录的时间t,就可以计算出发射点距障碍物的距离(s),即:s=340t/2 。这就是所谓的时间差测距法。
超声波测距的原理是利用超声波在空气中的传播速度为已知,测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间,根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的实际距离。由此可见,超声波测距原理与雷达原理是一样的。
测距的公式表示为:L=C×T
式中L为测量的距离长度;C为超声波在空气中的传播速度;T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。
超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量,虽然目前的测距量程上能达到百米,但测量的精度往往只能达到厘米数量级。
由于超声波易于定向发射、方向性好、强度易控制、与被测量物体不需要直接接触的优点,是作为液体高度测量的理想手段。在精密的液位测量中需要达到毫米级的测量精度,但是目前国内的超声波测距专用集成电路都是只有厘米级的测量精度。通过分析超声波测距误差产生的原因,提高测量时间差到微秒级,以及用LM92温度传感器进行声波传播速度的补偿后,我们设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。
超声波测距误差分析
根据超声波测距公式L=C×T,可知测距的误差是由超声波的传播速度误差和测量距离传播的时间误差引起的。
时间误差
当要求测距误差小于1mm时,假设已知超声波速度C=344m/s (20℃室温),忽略声速的传播误差。测距误差s△t<(0.001/344) ≈0.000002907s 即2.907μs。
在超声波的传播速度是准确的前提下,测量距离的传播时间差值精度只要在达到微秒级,就能保证测距误差小于1mm的误差。使用的12MHz晶体作时钟基准的89C51单片机定时器能方便的计数到1μs的精度,因此系统采用89C51定时器能保证时间误差在1mm的测量范围内。
超声波传播速度误差
超声波的传播速度受空气的密度所影响,空气的密度越高则超声波的传播速度就越快,而空气的密度又与温度有着密切的关系,如表1所示。
已知超声波速度与温度的关系如下:
式中: r —气体定压热容与定容热容的比值,对空气为1.40,
R —气体普适常量,8.314kg·mol-1·K-1,
M—气体分子量,空气为28.8×10-3kg·mol-1,
T —绝对温度,273K+T℃。
近似公式为:C=C0+0.607×T℃
式中:C0为零度时的声波速度332m/s;
T为实际温度(℃)。
对于超声波测距精度要求达到1mm时,就必须把超声波传播的环境温度考虑进去。例如当温度0℃时超声波速度是332m/s, 30℃时是350m/s,温度变化引起的超声波速度变化为18m/s。若超声波在30℃的环境下以0℃的声速测量100m距离所引起的测量误差将达到5m,测量1m误差将达到5cm。

3. 超声波测距公式

测距的公式表示为:L=C×T
式中L为测量的距离长度;C为超声波在空气中的传播速度;T为测量距离传播的时间差(T为发射到接收时间数值的一半)。

4. 空气中超声波信号强度和测量距离的关系

的超声波测距原理
原理是在空气中使用超声波距离测量超声波的传播速度是已知的,测量的声波反射后发射时间障碍物,根据发送器和接收器,用于计算发射之间的时间差指向该障碍物的实际距离。因此,超声波和雷达测距原理的原理是一样的。

测距公式为:L = C×T

其中L是测量距离的长度,C是在空气中的超声波传播速度,T为距离测量的传播时间差(T传输的一半接收时间值)。

超声波测距主要应用于逆向提醒,建筑工地,工业现场,如距离测量,虽然目前距离范围可以达到几百米,但测量的精度往往只能达到厘米量级。

作为超声波发射器是容易取向,良好的方向,强度,易于控制,具有与待测量的物体不直接接触的优点,是理想的液位测量的手段。在精密的液位测量需要达到毫米级的精度,但是目前国内的超声波测距专用集成电路仅仅是厘米级的精度。通过分析生成的提高测量时间差到微秒级,以及以补偿与LM92温度传感器的声波传播速度的超声波距离测量误差的原因,我们设计了一个高精度的超声测距仪可以实现毫米波电平精度。

C×T />超声波测距误差分析,表明测距误差由超声波测距时间误差传播误差传播速度引起的。

当记者问时间误差范围小于1mm误差,假设已知超声波速度C =344米/秒(20℃环境温度下),忽略声音传播错误的速度。测距误差S△吨<(0.001/344)≈0.000002907s的2.907ms。

在超声波前提的传播速度是精确的,测量的传播时间差,只要达到微秒级的距离的准确性,我们可以保证小于1mm的误差测距误差。作为时钟参考89C51单片机的定时器12MHz晶振可以很容易地计算为1μs的精度,因此系统可以采用1mm以内测量范围89C51定时器错误保证时间。

超声波错误

受空气的密度,空气的密度更高的超声波传播速度的传播速度,超声波的速度传播,空气密度和温度有着密切的的关系,如表1所示。

已知超声波速度与温度关系如下:

其中:r - 给定的空气的热容量热容量气体的比例为1.40,

R - 通用气体常数,8.314千克·mol-1的·K-1,空气

M-气体分子量为28.8×10-3公斤·mol-1的,

笔 - 绝对温度,273K + T℃。

近似公式:C = C0 0.607×T℃

其中:C0为零时的声音332米/ s的速度;

T为实际温度(℃)。当
精度要求的超声波测距达到1mm时,超声波传播必须考虑到环境温度。例如,当温度为0℃超声速332米/秒,30℃超声速350米/ s时,由于温度的变化改变18米/秒。如果超声在速度测量0℃30℃的环境测量误差造成的100米距离达到5M,1米测量误差将达到5mm处。

5. 关于超声波的传播距离问题,纯理论,无需计算!!!!!求大师解答!!!

超声波也是声波的一种,只是它的频率不在人能感受到的范围内。在地下传得远,声波传播介质为固体时能量消耗小,所以传得远

6. 这种超声波可以发射多远的距离

这种超声波可以发射多远的距离??
超声波在水中比电磁波的传播距离远
超声波属于机械波,机械波在介质中传播性能好,电磁波在水中比在真空的衰减大.

7. 超声波一秒传播多少米

超声波在空气中传播的声速V 约等于331.4+0.6T,T是温度(摄氏度)
如果计算出空气中的传播时间,那么距离=V×t/2

8. 超声波在钢中能传播多远的距离

应该是速度问题,
真空 0m/s(也就是不能传播)
空气(15℃)340m/s
空气(25℃)346m/s
软木 500m/s
煤油(25℃)1324m/s
蒸馏水(25℃)1497m/s
海水(25℃)1531m/s
铜(棒)3750m/s
大理石 3810m/s
铝(棒)5000m/s
铁(棒)5200m/s 各种钢可能传播速度不太相同。

9. 超声波在水中能传送多少米

理论上这是无限远的,但实际上到达一定距离时振幅已小到可忽略不计。
假定一个较小值k,当振幅小于k时声波忽略不计。则当k值不变时,超声波的传送距离和振源振幅呈正相关。

10. 超声波的工作频率和其传播的距离有什么关系

一般来说,相同结构的探头,频率越低,传播距离越远。

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