(4) 超声波能够传递足够强的能量。

(5) 超声波会产生共振、干涉、反射和叠加现象。

由于超声波的声能比较集中，方向性好而且穿透能力强，在水中的传播距离远，常用于焊接、碎石、杀菌消毒、测距、测速、清洗等。在工业、农业、医学、军事上有与其相关的应用。

1。1。2 超声波测距原理

当汽车倒车时，超声波测距模块中的超声波发射器发出超声波脉冲，同时微处理器开始计时，脉冲碰到障碍物被反射回来，当微处理器接收到超声波测距模块传递的反射脉冲的信号便停止计时。超声波测距原理就是根据发射与接收超声波之间的时间差来计算汽车到障碍物的距离[1]。在泊车的过程中汽车的行驶速度很慢，其速度低于1m/s，而在空气中超声波的传播速度通常都在340m/s左右[2]。因此，我们可以认为在计算超声波的传播距离时汽车是静止的，即不考虑机械波的多普勒效应的影响[3]。超声波脉冲测距原理图如图1所示：

图1  超声波脉冲测距原理图

上图中L表示测量距离，D是发射探头和接收探头之间的距离，T是时间差，V则是超声波脉冲的传播速度，那么有关系式(1): 

因为两个探头之间的距离相对于测量距离很小所以可以忽略不计，则式子(1)可以化简为公式(2):

以上就是超声波测距原理的相关内容。

1。1。3 超声波测距误差分析

由公式（2）可以看出传播速度和时间决定测量距离，速度和时间的计量误差影响测量距离的精确度，要想提高测距精度就要减少时间和速度的误差。

(1) 时间误差

假设超声波在20℃的环境下传播，那么其传播速度为343m/s[4],当要求测量误差小于1mm时，由公式（2）可得，t=5。83µs。即只要测量时间差值精度小于5。83µs，测量误差就能小于1mm，使用12MHz晶振作为时钟周期的单片机定时器的计算就可以达到1µs[1]，因此时间测量误差可以控制在一个允许的范围内。

(2) 速度误差文献综述

超声波的传播速度与温度有关，如表1[5]所示：

表1 温度与声速对应表

温度/℃ -30 -20 -10 0 10 20 30 50

声速/m/s 313 319 325 331 337 343 349 358

由表1可以得出温度与传播速度的关系式(3): 

                                                   (3)

其中v为声速，t为环境摄氏温度。

为了减少温度对汽车速度的影响从而造成的误差，在硬件设计中要增加温度补偿电路。

1。2 主要元器件介绍

1。2。1 微处理器

STC89C52是一种高性能、低功耗的CMOS8位微处理器，它有8K可在线编程的程序存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51系列的产品不论是指令系统还是引脚都完全兼容。由于STC89C52配置有8位CPU，所以其能为嵌入式控制应用系统提供更高效、更灵活的解决方案。