2.3 超聲波雷達(dá)標(biāo)定

超聲波雷達(dá)裝調(diào)與檢測(cè)目錄DIRECTORY01.超聲波雷達(dá)認(rèn)知與安裝02.超聲波雷達(dá)故障檢測(cè)03.超聲波雷達(dá)標(biāo)定03超聲波雷達(dá)標(biāo)定超聲波-測(cè)距原理超聲波定位技術(shù)是蝙蝠等一些無目視能力生物作為防御天敵及捕獲獵物的生存手段，根據(jù)獵物或障礙物反射回波的時(shí)間間隔，判斷獵物或障礙物的位置。超聲波測(cè)距模仿了蝙蝠的超聲波定位技術(shù)，利用超聲波發(fā)射后遇到障礙物反射的原理來工作。但是蝙蝠的超聲波定位是生物的本能，而在現(xiàn)實(shí)中超聲波測(cè)距根據(jù)算法有相位檢測(cè)、幅值檢測(cè)和脈沖回波檢測(cè)等3種方法。超聲波-測(cè)距原理1.超聲波相位檢測(cè)法首先檢測(cè)出雷達(dá)發(fā)射出的超聲波和機(jī)械回波之間的相位差，然后根據(jù)相位差計(jì)算出障礙物與超聲波雷達(dá)之間的距離。

超聲波-測(cè)距原理1.超聲波相位檢測(cè)法采用相位測(cè)距的精度較高，但是為了確定機(jī)械回波信號(hào)的相位，需要設(shè)置結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的鑒別相位的電路來進(jìn)行回波信號(hào)處理，成本較高。此外，在實(shí)際應(yīng)用中測(cè)量距離較小，僅約為15～70cm。

超聲波-測(cè)距原理2.超聲波幅值檢測(cè)法將回收到的機(jī)械回波信號(hào)進(jìn)行處理，并將其轉(zhuǎn)化為包絡(luò)曲線，利用對(duì)該曲線的峰值分析來確定機(jī)械回波前沿最遠(yuǎn)所能到達(dá)的距離。對(duì)有相同距離的不同障礙物，機(jī)械回波的包絡(luò)大致相同，但其幅值不同；對(duì)于同一個(gè)障礙物，即使距離不同，其回波信號(hào)所產(chǎn)生的包絡(luò)曲線仍然大致相似，但是每一個(gè)曲線的幅值不同。也就是說，機(jī)械回波的前沿到達(dá)時(shí)間t_0與回波的幅值時(shí)間t之間的時(shí)間差基本是固定不變的，只要通過回波信號(hào)包絡(luò)圖的幅值確定回波幅度時(shí)間t，再減去固有的時(shí)間差?t=t-t_0，就可以確定障礙物距離超聲波雷達(dá)的距離。但是，這種方法僅通過回波幅值來判斷距離，易受反射波的影響。超聲波-測(cè)距原理3.超聲波脈沖回波法超聲波發(fā)射端TX發(fā)射具有一定頻率的短促的超聲波信號(hào)，同時(shí)啟動(dòng)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器，直到接收端RX收到障礙物發(fā)射的機(jī)械回波信號(hào)，并轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號(hào)。此時(shí)放大接收電路會(huì)將電信號(hào)放大，控制器會(huì)識(shí)別該信號(hào)，同時(shí)時(shí)鐘計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，讀出計(jì)數(shù)器數(shù)值即可得到回波時(shí)間，從而計(jì)算出障礙物到雷達(dá)的距離。超聲波-測(cè)距原理3.超聲波脈沖回波法如圖所示，雷達(dá)的發(fā)射端TX輸入的是一定頻率的矩形波脈沖串，而接收端RX輸出的是毫伏級(jí)的交流信號(hào)。

a.發(fā)射端輸入矩形波脈沖b.接收端輸出毫伏級(jí)的交流信號(hào)超聲波雷達(dá)-標(biāo)定原理超聲傳感器等效為1個(gè)電感、2個(gè)電容和1個(gè)電阻串并聯(lián)電路，如圖所示。a.超聲傳感器等效電路b.超聲傳感器電抗特性電抗圖中左右兩側(cè)呈現(xiàn)電容性，中間呈現(xiàn)電感性，是1種典型高Q值晶體振子特性。在fs和fp處出現(xiàn)兩個(gè)阻抗最低點(diǎn)，因此有兩個(gè)諧振峰。超聲波雷達(dá)-標(biāo)定任務(wù)目標(biāo)：理解超聲波雷達(dá)工作原理，掌握檢測(cè)與標(biāo)定設(shè)備或儀器：超聲波雷達(dá)（實(shí)驗(yàn)臺(tái)或?qū)嶒?yàn)箱），萬用表，示波器，目標(biāo)模擬器，卷尺（直尺）①安全要求與注意事項(xiàng):②在工作區(qū)放置工作牌，將超聲波雷達(dá)安裝在支架上。③將超聲波雷達(dá)和控制盒線束連接。④打開超聲波雷達(dá)控制盒供電開關(guān)、超聲波電源開關(guān)。注意人身和設(shè)備安全；場(chǎng)地面積足夠，無障礙物；功能檢測(cè)時(shí)，學(xué)員應(yīng)在指定工作區(qū)域，以免隨意走動(dòng)造成干擾。超聲波雷達(dá)-標(biāo)定在超聲波探頭正前方放置障礙物（或站立人模擬障礙物）。觀察超聲波蜂鳴器是否有聲。前后左右移動(dòng)障礙物，聽取蜂鳴器是否有聲。使用卷尺（直尺）測(cè)量蜂