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超声波传感器测距精度的主要影响因素有哪些

提问者:匿名

时间:Thu Dec 17 18:13:54 CST 2020

超声波传感器测距离

Thu Dec 17 18:16:17 CST 2020

热心网友

  首先对于超声波传感器,测量精度通常是指模拟输出的测量值的绝对精度。基于回波传输时间,超声波传感器的测量精度取决于几个物理参数,这些参数通常与空气和内部偏差有关。

  因为空气温度对超声波传感器的测量精度影响很大,当测量超声脉冲回波的传播时间时,传感器用声速计算到目标的距离。由于空气温度的变化,声速每开尔文变化0.17%,几乎所有的超声波传感器都有温度检测器来补偿这种影响。因此该检测器测量环境温度,传感器校正测量值的相对温度偏移。比如在室温及更低的温度下,湿度对声速的影响可以忽略不计,但在高温下,声速随着湿度的增加而增加。

  其次,超声波传感器具有温度补偿的特性。那是因为超声波传感器使用回波传输时间的原理,即测量超声波脉冲和回波之间的时间间隔。超声波传感器通过声速来计算物体的距离,当声音在空气中传播时,室温下的声速约为344米/秒。这一特性使具有模拟输出的超声波传感器能够在宽温度范围内获得0.6毫米的重复精度。声速取决于温度,每增加一度,变化约17%,大多数超声波传感器都配有温度检测器,用于距离校正。这种补偿可以在- 25?c到+ 70?c,测量精度为±1.5%。

  除了空气温度、温度和温度补偿,空气压力、空气流量、气体类型、外部噪声等因素也会影响超声波传感器的精度。与气压相比,海平面和3000 m高度的声速小于1%。给定位置的大气波动可以忽略不计,对声速的影响很难测量,但是气流对超声波测量没有影响。那是因为如果目标具有标准反射器的反射特性,一般气流(风)7kn (50-61.5 km / h)对超声波测量没有影响。当然,暴风雨天气或飓风会导致测量不稳定(信号衰减)。关于声速的变化,目前还没有常规的结论,这是因为气流的方向和速度经常变化。另一方面,外部噪声也是影响超声波精度的一个因素。由于外界噪声与被测物体的回波不同,通常不会造成误判。如果干扰源与超声波传感器的频率相同,内部噪声的幅度不得超过目标回波的幅度。

  超声波传感器本身和周围环境因素都会影响测距的精度。此时可采取一些措施,如使用超声波传感器具有优异的抗声学和电噪声能力,可以在存在杂波或没有噪声的环境中检测大目标。同时,实时标定、噪声抑制和附加滤波保证了距离信息的稳定性。此外,杂波抑制提供了视场中反射范围最大的物体的距离信息,是要求连续、精确输出的应用的绝佳选择,广泛应用于自动导航、有声电噪声的环境、物位测量、槽位测量等领域。