超声波传感器距离测量外文翻译资料

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超声波传感器距离测量

摘要：本文介绍了当前环境下测量距离超声波传感器精度的验证。 由于测量传感器被选为SFR08型，由I2C通讯接口配置，允许寻址。 这个事实使创建传感器阵列变得简单。 控制和可视化系统是基于PC的。 由于通信卡被使用NI USB 8451.验证测量的目的是确定实际的传感器精度，特别是在测量较长距离时。 当评估传感器的精度不包括在测量数据的温度补偿中。

关键词：超声波传感器，I2C通讯接口，虚拟仪器

1.介绍

超声波传感器经常用于自动化任务中，用于测量距离，位置变化，液位测量，例如在测量透明材料的纯度时。它们是基于测量超声波传播时间的原理。该原理与物体的显色性或其表面的设计和类型无关。可以可靠地检测液体，散装材料，透明物体，玻璃等。其使用的另一个论据是它们在恶劣环境中的使用，对污垢的敏感性不高，也是测量距离的可能性。超声波传感器需要许多机械设计制造。在实验室中使用，单独用于发射器和接收器的简单外壳或用于工业用途的单个外壳中通常构造牢固的金属外壳。有些类型允许您使用电位计或数字调节灵敏度。而且，输出可以是统一的，也可以是数字形式的模拟信号。在可以通过通信接口连接到PC的传感器的情况下，可以设置所有传感器的操作范围和测量距离的详细参数。

2.超声波测量仪

超声在环境中具有与声音相似的传播特性。这是机械振动颗粒环境。超声波传播可以是气体，液体和固体。超声波通常被认为是频率高于20 kHz的声音。

根据使用的超声波可以分为两组：主动超声应用时表现出物理或化学作用。生成的输出达到更高的值。超声波可用于清洗，焊接，钻孔等。被动超声波产生的对比度要低得多（通常很小）。他的主要应用领域是测量距离，检测材料的材料和厚度缺陷，测量液体和气体的流量以及医疗保健中的诊断。声音的速度取决于其移动的环境类型，以及当前的环境温度。一些材料的声速如表1所示。

表1.材料中声音传播的速度

2.1超声波传感器

超声波传感器的工作原理是测量通常发送几个非常短的脉冲之间的时间并接收发射信号反射。 基本构建块是发射器和接收器。 变送器块可以由两种传感器组成：磁致伸缩传感器以低频工作，其原理是基于磁性材料长度的机械变化。压电换能器在高频下工作，原理基于反压电效应。 超声波接收机是基于将机械波转移回电信号的原理。

图1超声波传感器的框图

2.2超声波传感器SRF08

超声波传感器SRF08有时也称为声纳。它是超声波障碍物检测器。它能够测量距离达11米。传感器的测量原理是第八个周期的超声波信号和40 kHz的频率。声纳测量发送测试信号和接收其反射之间的时间。测量值（个体反射）最多可存储16个寄存器，从中可以读取主系统数据。从这个原理，它遵循这种传感器的最大优点之一 - 仅在所需距离处测量物体的可能性。传感器通过I2C总线进行通信。这个事实可以让您寻址传感器并创建传感器阵列。除了更改生产中设置的基址之外，传感器还可以选择测量环境光的单位和输出变量。声纳也适用于神经网络。

2.3传感器SRF08的基本特性

电源电压：5 V DC

电流消耗：12 mA - 测量，3 mA - 等待

频率：40 kHz

测量范围：43mm-11000mm

通讯总线：I2C

基地址：0xE0（可调16个地址）

测光模式：多重回波，最多记录17次早期反射

单位：英寸，厘米，微秒

尺寸：43x20x17 mm

图2传感器SRF08

传感器SRF08寄存器列表如下表所示。 第一个寄存器只允许写（0-2），其他的读写。 SFR08共有36个寄存器。

表2. SRF08寄存器

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