超聲波測(cè)距廣泛應(yīng)用于液位檢測(cè)、機(jī)器人自動(dòng)導(dǎo)航、車輛安全行駛輔助系統(tǒng)、海洋石油開發(fā)、醫(yī)學(xué)等非接觸距離測(cè)量領(lǐng)域。傳統(tǒng)的超聲波測(cè)距方法是在測(cè)量超聲波傳播時(shí)間的基礎(chǔ)上而實(shí)現(xiàn)的。由于受到回波脈沖前沿檢測(cè)不準(zhǔn)、傳播衰減、環(huán)境溫度、環(huán)境聲波噪聲等因素的影響,超聲波測(cè)距的精度僅限于毫米級(jí)。通過對(duì)超聲波產(chǎn)生、傳播、接收等環(huán)節(jié)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,本文設(shè)計(jì)了一種基于STM32的功率自適應(yīng)FSK(頻移鍵控)高精度超聲波測(cè)距系統(tǒng),在發(fā)射端產(chǎn)生頻率由f1切換至f2的超聲波,通過測(cè)量接收信號(hào)相應(yīng)的變頻點(diǎn)實(shí)現(xiàn)超聲波測(cè)距。為了消除接收點(diǎn)聲壓變化對(duì)于接收振子振動(dòng)頻率切換時(shí)間的不確定性,實(shí)時(shí)控制超聲波發(fā)射器的發(fā)射功率,以保證接收點(diǎn)聲壓處于一個(gè)恒定值,將接收振子振動(dòng)頻率頻率切換時(shí)間控制在一個(gè)固定值,從而克服了回波脈沖前沿檢測(cè)不準(zhǔn)、傳播衰減等因素對(duì)超聲波測(cè)距精度的影響�；赟TM32的功率自適應(yīng)FSK超聲波測(cè)距系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件和軟件兩個(gè)方面的設(shè)計(jì)。在硬件設(shè)計(jì)上,發(fā)射端設(shè)計(jì)了信號(hào)發(fā)生器、功率自適應(yīng)放大器,接收端設(shè)計(jì)了放大整形電路、精密整流電路、雙限比較器電路,通過使用主頻高達(dá)72MHz的STM32控制芯片,利用其邏輯捕獲功能及DMA數(shù)據(jù)處理模式保證了接收信號(hào)周期的實(shí)時(shí)采集。在軟件設(shè)計(jì)上,提出了一種高精度檢測(cè)頻率切換點(diǎn)的算法,根據(jù)STM32采集的周期信息,能有效地在周期漸變區(qū)域準(zhǔn)確判斷頻率切換點(diǎn)的位置,從而實(shí)現(xiàn)高精度的渡越時(shí)間和距離的測(cè)量。實(shí)驗(yàn)表明,本系統(tǒng)測(cè)量的絕對(duì)誤差控制在0.35mm的范圍內(nèi),精度和穩(wěn)定性都優(yōu)于傳統(tǒng)同類技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】：浙江工商大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB559

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 馮宇;基于超聲波的混合介質(zhì)中套管探測(cè)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

本文編號(hào)：1400247