基于超声波传感器的无接触式空气测距方法

　　超声波接收器包括超声波接收探头、信号放大电路及波形变换电路三部分。超声波探头必须采用与发射探头对应的型号，这里采用CSB 40R。由于经探头变换后的正弦波电信号非常弱，因此必须经放大电路放大。正弦波信号不能直接被微处理器接收，因此必须进行波形变化。如图4所示，前级采用NE5532构成10 000倍放大器，对接收信号进行放大;后级采用LM311比较器对接收信号进行调整，LM311的3管脚的输入为比较电压，可由J1跳线选择不同的比较电压以选择不同的测距模式，如图5所示。

　　模组提供了测距模式选择跳线J1，可以选择短距测量模式、中距测量模式或距离可调模式。跳线选择LOW时为近距测量模式，选择HIGH时为中距测量模式;选择SET时为距离可调模式。

　　2.3 温度测量电路

　　当环境温度变化时，超声波波速会随之变化，所以要进行修正。因而系统中设置了一个温度检测电路，实时采集温度，对波速进行修正。测温电路使用的传感器为DS1820，如图6所示。具有9，10，11，12位转换精度，未编程时默认精度为12位，测量误差一般为0.5℃，软件处理后可达0.1℃。

　　3 系统软件

　　系统流程图如图7所示。

　　微处理器P89LPC932先把P1.6置0，启动超声波探头发射超声波，同时启动内部定时器T0开始计时。然后检测温度并进行温度补偿，当超声波信号遇到障碍物时信号立刻返回，微处理器不停扫描P2.7引脚，如果P2.7接收的信号由高电平变为低电平，表明信号已经返回，微处理器进入中断关闭定时器。再把定时器中的数据经过换算就可以得出所测距离。

　　4 结语

　　本系统具有三种模式跳线选择，因此具有测量准确度较高、抗干扰能力强、反应速度快等特点。实验表明，本测距仪实测精度最优达到1%，最远测距为700 cm左右。