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1. 研究目的与意义

基于超声波测距原理可以实现对液位的非接触式测量，具有操作方便、精度高等优点。目前已广泛地应用于石油化工，运输，汽车倒车提醒、液位、井深、管道长度的测量等场合，也可应用于航海、宇航、石油化工等工业领域。课题以单片机为核心，采用数字式的高精度测时电路和温度补偿模块，实现非接触精确测距的功能。通过该设计，可以极大的提高动手能力，为今后工作打下坚实的基础。

2. 国内外研究现状分析

历史上使用超声波来测量距离是从第二次世界大战时海军的声纳技术的发展开始。超声波作为一种检测技术，采用的是非接触式测量，由于它具有不受外界因素影响，对环境有一定的适应能力，且操作简单、测量精度高等优点而被广泛应用。这些特点可使测量仪器不受被测介质的影响，大大解决了传统测量仪器存在的问题，比如，在粉尘多情况下对人引起的身体接触伤害，腐蚀性质的被测物对测量仪器腐蚀，触电接触不良造成的误测等。此外该技术对被测元件无磨损，使测量仪器牢固耐用，使用寿命加长，而且还降低了能量耗损，节省人力和劳动的强度。因此，利用超声波检测既迅速、方便、计算简单，又易于实时控制，在测量精度方面能达到工业实用的要求。然而超声波测距在实际应用也有很多局限性。由于超声波在传播过程中，声压会随距离的增大而呈指数规律衰减，远目标的回波信号幅度小、信噪比低，用固定阀值的比较器检测回波，可能导致越过门槛的时间前后移动，从而影响计时的准确性，这必然会影响到测距的准确度。另外就是构成超声波传感器的压电陶瓷片在压电的双向转换过程中，存在惯性、滞后等现象，以及超声波脉冲在空气中传播本身及多重的反射路径，均导致回波信号被展宽，也使测量产生较大的误差，影响了测距的分辨率。其他如温度，风速等也会对测量造成一定的影响。计量学在制造业中越来越重要。直接在机器上测量尤其能推动制造业的发展。目前为止大部分还是采用视觉的或触觉的测量方法。但是墙的厚度就不能用这些来测量，因此德国人把超声系统结合到机器设计出了测距方法。随着超声波的发展，早在2000年时英国人就设计出了可观察、识别并测距的超声波集成系统。在我国，超声学的研究始于二十世纪六十年代，1959年至1964年间我国建立了分子声学实验室，对驰豫吸收、悬浮体的声吸收等问题进行了深入的研究，设计生产了固体中超声衰减的测量设备，对粘弹性和可压缩流体的声速和衰减的研究取得了令人振奋的成果。同时在超声波探伤、加工、种子处理、显示、医疗等应用领域取得了可喜的成绩。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：设计一个超声波液位测量系统，要求能够实现利用超声波进行距离测量，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定的显示测量结果。

研究计划：第1~3周：收集准备相关毕业设计课题资料，撰写开题报告

第5~7周：设计总体方案，采购相关器材并进行规划进程安排

4. 研究创新点

1.加入数字式的高精度测时电路和温度补偿模块，使测量更精确。

2.利用新型具备极强抗干扰能力的单片机，提高了系统的健壮性和兼容性。