王懿川/上海师范大学天华学院

0 引言

超声波具有定向性好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力较强等优点，超声波传感器可广泛应用于非接触式检测方法，因而采用仿真技术进行超声波测距。

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准确度。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，设计的高准确度超声波测距仪能达到毫米级的测量准确度。

1 超声波测距报警系统基本原理

如图1所示，使单片机可接收超声波模块输出的距离信号，并对其进行合理的处理后，在显示模块上实时显示超声波模块与障碍物的距离。

图1 系统连接示意

单片机发出40 kHz的方波信号，经放大后通过超声波发射器输出；超声波接收器将接收到的超声波信号经放大器放大，用锁相环电路进行检波处理后，启动单片机中断程序，测得时间为t。再通过软件编程进行判别、计算，得出所测距离值并由LED数码管显示，其原理框图如图2。

发射器发出的超声波以速度v在空气中传播，在到达被测物体时被反射返回，由接收器接收，其往返时间为t。由公式：测出的距离 L (m)=常温下的声速340 (m/s)×感应时间t (s)/ 2，算出被测物体的距离。由于超声波也是一种声波，其声速v与温度有关，如果温度变化不大，则可认为声速是基本不变的。如果测距准确度要求很高，则应通过温度补偿的方法加以修正。……