其中可能會出現(xiàn)幾種誤差:
當(dāng)被測物體與傳感器成一定角度的時候,所探測的距離和實際距離有個三角誤差。
這個問題和高中物理中所學(xué)的光的反射是一樣的。在特定的角度下,發(fā)出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去,因此無法產(chǎn)生回波,也就無法產(chǎn)生距離讀數(shù)。這時超聲波傳感器會忽視這個物體的存在。
這種現(xiàn)象在探測墻角或者類似結(jié)構(gòu)的物體時比較常見。聲波經(jīng)過多次反彈才被傳感器接收到,因此實際的探測值并不是真實的距離值。
這些問題可以通過使用多個按照一定角度排列的超聲波圈來解決。通過探測多個超聲波的返回值,用來篩選出正確的讀數(shù)。
系統(tǒng)采用的超聲波傳感器的工作頻率為40khz左右。由發(fā)射傳感器發(fā)出超聲波脈沖,傳到液面經(jīng)反射后返回接收傳感器,測出超聲波脈沖從發(fā)射到接收到所需的時間,根據(jù)媒質(zhì)中的聲速,無鉛壓電陶瓷,就能得到從傳感器到液面之間的距離,從而確定液面。考慮到環(huán)境溫度對超聲波傳播速度的影響,通過溫度補償?shù)姆椒▽鞑ニ俣扔枰孕U沾蓧弘娖蕴岣邷y量精度。計算公式為:
v=331.5+0.607t 1
式中:v為超聲波在空氣中傳播速度;t為環(huán)境溫度。
s=v ×t/2=v×t1-t0/2 2
式中:s為被測距離;t為發(fā)射超聲脈沖與接收其回波的時間差;t1為超聲回波接收時刻;t0為超聲脈沖發(fā)射時刻。利用mcu的捕獲功能可以很方便地測量t0時刻和t1時刻,根據(jù)以上公式,pzt壓電陶瓷,用軟件編程即可得到被測距離s。由于本系統(tǒng)的mcu選用了具有soc特點的混合信號處理器,其內(nèi)部集成了溫度傳感器,因此可利用軟件很方便的實現(xiàn)對傳感器的溫度補償。