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超聲波測距盲區值的選擇

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ID:76686 發表于 2015-4-11 20:06 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
      任何一款超聲波測距板都存在超聲波測距盲區值選擇問題,很多人都是在超聲波測距盲區值選擇不當而調試時進行不下去,造成測距板無法工作正常。超聲波測距中,為了消除余震,說是在發射超聲波后,超聲波程序采用中斷方式處理時,需要延時1-2.5ms,再打開外部中斷0。否則,測距板就無法正常測量出距離。調試時,把耳朵靠近超聲波發射頭,應該可以聽到嗒嗒的聲音的,說明超聲波已經有發射了。發射脈沖后,等待余震之后開中斷。一般余震的大小跟你使用的探頭有關,兩個探頭靠太近的話這個余震時間就比較長(因為接收頭會收到發射頭剛剛發出的脈沖),所以稍微增大兩個探頭之間的距離。如果是對收發同體的,那就沒什么招了,跟探頭的性能有關,一般盲距都在25厘米以上,盲距和探測具體成反比。在你發出N個波峰的時候做一個很短的延時,延時結束后打開中斷程序。在調試中,如果一直處于中斷情況,設置盲區處理延時就得多注意了,超聲波測距盲區值選擇可先取大值。




       網上看了很多關于超聲波盲區的資料,盲區是由于換能器在發送了超聲波后會有余震導致不能識別回波,就分體式的超聲波換能器,盲區又是由什么導致?
       1、探頭的余震。即使是分體式的,發射頭工作完后還會繼續震一會,這是物理效應,也就是余震。這個余震信號也會向外傳播。如果你的設計是發射完畢后立刻切換為接收狀態(無盲區),那么這個余震波會通過殼體和周圍的空氣,直接到達接收頭、干擾了檢測(注:通常的測距設計里,發射頭和接收頭的距離很近,在這么短的距離里超聲波的檢測角度是很大的,可達180度)。
       2、殼體的余震。就像敲鐘一樣,能量仍來自發射頭。發射結束后,殼體的余震會直接傳導到接收頭,當然這個時間很短,但已形成了干擾。另外,在不同的環境溫度下,殼體的硬度和外形會有所變化,其余震有時長、有時短、有時干擾大、有時干擾小,這是設計工業級產品時必須要考慮的問題。
       3、電路串擾。超聲波發射時的瞬間電流很大,例如某種工業級連續測距產品瞬間電流會有15A,通常的產品也能達到1A,瞬間這么大的電流會對電源有一定影響,并干擾接收電路。通過改善電源設計可以緩解這種情況,但在低成本設計中很難根除。所以每次發射完畢,接收電路還需要一段時間穩定工作狀態。在此期間,其輸出的信號很難使用。
      上面這三種情況情況在每次超聲波發射時都會出現,形成了檢測盲區。通常,大多數用戶對這1%~5%的超近距離并不關心,所以在產品里把這一段干擾用程序或電路,人為的設定為“靜音”狀態,也是最簡單有效的解決辦法,這就是“盲區”的由來。如果您對盲區很敏感,也有辦法可以將盲區縮短到幾乎可以忽略的地步,但需要使用一種全新的技術。總之,收發分體式的超聲波測距技術的“檢測盲區”,主要是由這3點導致的,希望我的解釋對你有所幫助。
       因為超聲波在發射的時候,是一個高壓脈沖,并且脈沖結束后,換能器會有一個比較長時間的余震,這些信號根據不同的換能器時間會有不同,從幾百個uS到幾個mS都有可能,因此在這個時間段內,聲波的回波信號是沒有辦法跟發射信號區分的。因此,被測物體在這個范圍內,回波和發射波區分不開,也就沒有辦法測距,也就形成了一個大家說的盲區。
       對于分體式的超聲波換能器(發送和接收各一個換能器)同樣存在上述問題。因為發射超聲波的換能器一旦激發,形成一串波余波的這段時間里,你是無法從接受換能器所接受的信號中分清第幾個余波的反射信號,同樣無法測距,,還是存在盲區。
       一般來說,分體式的機子也是收發一體的,所謂分體式只是探頭和主機分離。導致盲區的原因是一樣的。如果發射探頭和接收探頭分開,收發不互相影響,那要求發射電路和接收電路的地線隔離很好,發射信號不會通過地線串擾過去,否則也是不能減小盲區的

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