超声波声音和速度关系对测试距离的影响

最新推荐文章于 2025-12-05 20:00:00 发布

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本文介绍了超声波测距原理，利用渡越时间法计算距离，并指出在不同温度下，声波速度的变化会导致测量误差。为提高精度，实际应用中需要进行温度补偿，特别是针对极端温度如-20度和50度。强调了在开发中考虑温度补偿的重要性。

超声波测距的原理一般采用渡越时间法TOF（time of flight）。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波的速度就得到二倍的声源与障碍物之间的距离，即D=vt/2。

其中D为传感器和被测障碍物之间的距离，v为声波在介质中的传输速率，v=331+0.607*(T)，0度时超声波的传输速度为v=331m/s。在精度要求不高的情况下，一般认为v=340m/s（约15度时速度）。

常规情况下测量是用17cm/ms作为计算标准。

在不考虑温度补偿的情况下

距离160cm的障碍物在85度时测到的距离为184.9cm，在-40度测到的距离为148cm。相差很大。

所以在实际开发中需要进行相应的温度补偿。一般选择-20度和50度这两点做为补偿开启点。当然如果需要准确的距离，并且确保能快速获取温度的情况下，可以将温度补偿做的更细。

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写arduino代码，要求能实现用超声波测距，给予一定的距离区间，看超声波测出的距离是否在给予的距离区间内，如果大于该区间，控制舵机向右缓慢转动，直到超声波测出的距离达到该区间，如果小于该区间，控制舵机向左缓慢转动，直到测出距离达到该区间，如果在该区间，舵机不变

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