用在工业国防生物医学等方面以这种检测手段，必须发射超声波和接收超声波。能同时完成这种功能的装置就是超声波探头，也称为超声换能器。对应用于工业的超声波探头而言，хⅢ清华大学出版社影印版高等教育出版社致谢时光飞逝，转眼间，我的大学本科生活己接近结束。四年多来的课程学习使我收获颇多。在论文完成之际，我首先要感谢我的指导教师荣丽红老师。荣老师严肃的科学态度严谨的治学精神精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从论文的选题理论分析实验成文及定稿，每环节都离不开老师的精心指导和无私帮助。荣老师不仅在学业上给我精心指导，同时还在思想生活上给我无微不至的关怀，在此谨向荣老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意,感谢四年学习过程中所有信息学院的老师，你们传授我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本论文的基础。此外，感谢电子协会的同学帮助和鼓励,最后感谢我的父母，是他们在我漫长的求学路上默默的给予我最大的支持和关怀，使他们给予了我无微不至的照顾，使我的学业得以完成。在此表示深深的感谢,仅此本拙著论文，献给所有帮助关心过我的人,附录超声波液位计电路原理图附录程序清单中断入口程序探头到介质表面的距离声波的传播时间波的传播速率由此可知，除了声波的传播时间的测量准确性，声波的传播速度起着决定性的作用，声速的变化取决于传播媒介的不同。在实际应用中，多种因素讨超声波在测量水平面高度时所受到诸如温度，气候以及超声波强度衰减等因素的影响，以及采取相应的措施来减少误差。速度的影响超声波在工业应用中的频率为，超声波探头到介质表面距离的计算公式如下处理可靠等特点。综合而言，超声波液位仪具有非接触精度较高实时测量可靠性强等优点，较为适合国内市场。本篇论文研究的主要内容是基于超声波液位仪的设计和提高精度方面的研究。为了提高数据的精确度，重点探方法与其它的液位测量方法相比，不易受光线被测对象颜色等因素影响，利用这样的特性，般将仪器放置于黑暗有灰尘烟雾电磁干扰有毒等恶劣的环境之中。同时超声波探头具有结构简单价格便宜体积小信号速度相对恒定，与激光的速度相比，它的传播速度要慢得多，所以对超声波信号的处理较为容易。因此，这也体现了超声波测距的独到之处，加之其成本较低，所以超声波是比较理想的信号源。超声波液位测量使用双探头的方式发射和接收超声波，基于超声波测距的原理，算出液位的高度。除此之外，也可以使用数字平均滤波的方式来提高数据的精确度。因为超声波在空气中的传播速度大约为常温下，在同介质中其传播且维修不是很方便。对于小型用户来说，不是理想之选。而国内自行研制生产的液位仪价格相对便宜，但精度不高，功能相对单。为了设计出价格便宜，精度较高的超声波液位仪，本设计采用为核心的单片机电路，同时。超声测位技术可适用于气体液体或固体等多种测量介质，因而具有较大的适应性。新型气密结构耐腐蚀的超声波探头可测量十几米的液位。超声波发射电路接收电路显示电路电源电路等。软件设计中，采用模块化程序设计思想。在设计中，由于需要测量的距离范围从几厘米到几米，针对超声波振幅在传播时呈指数衰减的特性，最大限度地提高驱动能力，对回波进行放大，达到了设计要求。绪论课题背景超声波液位仪的研究背景与内容超声波液位仪作为种典型的非接触测量仪器，在很多场合有广泛的应用，诸如工业自动控制，建筑工程测量和水面高度测量等方面。与激光测距微波测距等测量方法相比，由于超声波在空气中传播速度远远小于光线和无线电波，时间测量精度的要求也远小于激光测距微波测距等，因而超声波液位仪电路结构简单，造价低廉，容易设计，且超声波在传播过程中不易受烟雾空气能见度等因素的影响，在各个场合均得到广泛应用。然而超声波液位仪在实际应用中也有很多局限性会对测量数据的精确度造成定的影响。诸如，环境温度风速等，使其无法达到要求。如何解决这些问题，提高超声波液位仪的精度，具有较大的现实意义。目前，市场上的超声波液位仪多数采用单片机作为对液位仪控制和运算的核心，系统的硬件设计决定着测量结果的精度。本文在对超声波传播特性研究的基础上，设计了基于单片机的超声波液位仪的硬件系统和软件系统，并对硬件和部分软件分别进行了相关的调试。硬件设计的总体目标是力求在结构简单成本合理的前提下，尽量完善其功能。由于超声波液位仪需要测量几厘米到几米距离，因此，针对超声波在传播时呈指数衰减的特性，我们采用了最大限度提高驱动能力对回波进行多级放大等措施，扩大了测量范围。本设计运用单片机系统控制超声波的发射接收以及其它的各种功能。在软件设计中，我们采用模块化程序设计思想，将软件主要分为超声波驱动与数据处理模块。这有利于软件的调试和修改。另外，对设计过程中发现和存在的些问题从软硬件两方面，分析了原因并提出了些解决的措施和改进的办法，为研制更加完善的超声波液位仪打下了基础。超声波液位仪的现状经过不断的努力和探索，科技工作者己开发出了种类繁多各具特色的液位仪。尤其是近二十年来，随着微处理器的引入，测量仪表更是发生了革命性的变化。液位仪的量程从几厘米到几米，测量精度亦大大提高。根据液位测量所涉及的液体存储容器被测介质以及工艺过程的不同，选择不同类型的液位仪。在进行液位测量前，必须充分了解液位测量的工艺特点，以此作为液位仪设计过程中的参考因素。目前，进口的智能化超声波液位仪能够对接收信号做精确的处理和分析。可以将各种干扰信号过滤出来，识别多重回波分析信号强度和环境温度等有关信息。这样即便在有外界干扰的情况下，也能够进行精确的测量。超声波液位