導(dǎo)語(yǔ)：溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀(guān)點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

1超聲波測(cè)量距離的誤差原因

（1）工作頻率的影響。超聲波傳送中能量的損耗與頻率的平方成正比。頻率太高，超聲波傳送距離受到一定限制，但是頻率越高，傳感器尺寸要求就越小，易于制造；而且頻率越高，波長(zhǎng)越短，對(duì)被測(cè)物的分辨率越高。綜合以上各個(gè)因素，系統(tǒng)工作頻率取40kHz。

（2）指向角的影響。指向角是影響測(cè)量分辨率的一個(gè)重要因素，它與工作波長(zhǎng)，傳感器半徑的關(guān)系為：指向角θ越小，分辨率越高，但要求傳感器半徑r越大，制造越難。

（3）溫度的影響。超音波的測(cè)量距離s=Vt/2，其中t由系統(tǒng)單片機(jī)計(jì)時(shí)，精度很高，但超音波在空氣傳播的速度V會(huì)受到溫度、濕度、粉塵、氣流等很多因素的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較分析發(fā)現(xiàn)：溫度對(duì)超音波的傳播速度影響最嚴(yán)重，可見(jiàn)溫度引起的測(cè)量誤差十分大，不可忽視，必須采取措施來(lái)改善，正因?yàn)槿绱吮疚脑O(shè)計(jì)了基于AD590在超聲波測(cè)距儀的溫度補(bǔ)償電路，改善了溫度引起的測(cè)量誤差，保證了測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度。

2AD590的特性及應(yīng)用

本設(shè)計(jì)中采用美國(guó)生產(chǎn)的AD590的感溫器，利用了它輸出電流與絕對(duì)溫度成比例的特性，而且精度很高（僅為±0.3℃），它的高阻抗特性保證了它受負(fù)載的影響很小，同時(shí)AD590可以通過(guò)CMOS多路切換實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。AD590適用溫度范圍廣（-55℃～150℃），工作電壓范圍也廣（4～30V），它是一個(gè)低成本單片集成兩端感溫恒流源，應(yīng)用中不要再附加線(xiàn)性處理電路，放大電路等其它支持電路，總之基于AD590線(xiàn)性好，精度高，價(jià)格低等突出特性我們選擇了它。AD590的引腳及使用方法：AD590有3個(gè)的引腳，一般只用兩個(gè)（+-兩引腳）第三個(gè)引腳一般接外殼起到屏蔽作用來(lái)。在下面AD590的使用連接圖中，AD590的輸出電壓值與溫度的關(guān)系分析。

3溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)

基于此我們?cè)O(shè)計(jì)的溫度補(bǔ)償電路：電路基本設(shè)計(jì)思路：為了保證I的線(xiàn)性度好，在檢測(cè)電壓時(shí)不能分流，因此使用電壓跟隨器其輸出電壓V2等于輸入電壓V，即AD590的輸出電壓。考慮到電路中電抗對(duì)電源的影響，電源會(huì)帶有雜波，從而影響AD590的輸出電壓，因此使用齊納穩(wěn)壓二極管取得一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的電壓，通過(guò)可變電阻分壓取出一個(gè)穩(wěn)定的參考電壓2.73V。我們把來(lái)自AD590的輸出電壓與穩(wěn)定的參考電壓2.73V分別通過(guò)差動(dòng)放大器的+-端輸入，差動(dòng)放大器輸出Vo為（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，假設(shè)環(huán)境溫度為攝氏20℃，輸出電壓就為2V，就得到一個(gè)隨溫度變化而線(xiàn)性變化的電壓。輸出電壓接AD轉(zhuǎn)換器，那么AD轉(zhuǎn)換輸出的數(shù)字量就和攝氏溫度成線(xiàn)形比例關(guān)系。系統(tǒng)溫度采集流程為：初始化→數(shù)據(jù)操作→讀溫度→輸出，基本流程如下溫度采集子程序。在計(jì)算距離時(shí)進(jìn)行了溫度的補(bǔ)償設(shè)計(jì)。

4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如果系統(tǒng)沒(méi)有采用溫度補(bǔ)償措施，測(cè)量的結(jié)果誤差很大，如果采用了本設(shè)計(jì)的溫度補(bǔ)償電路，則測(cè)量的結(jié)果誤差大大的減少，完全達(dá)到實(shí)際測(cè)量的精度要求。

5結(jié)束語(yǔ)

如果采用了基于AD590在超聲波測(cè)距儀的溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)，誤差大大減小，誤差最大2.5%，誤差一般在毫米級(jí)，最多也控制在厘米級(jí)，測(cè)量精度得以大大提高，,基本上可以滿(mǎn)足測(cè)量要求。本系統(tǒng)常溫下測(cè)量精度較高、反應(yīng)速度快、同時(shí)有強(qiáng)的抗干擾能力。還可推廣應(yīng)用于各種水文液位測(cè)量、障礙物的識(shí)別以及車(chē)輛自動(dòng)導(dǎo)航等領(lǐng)域,因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

作者:王群?jiǎn)挝?湖南汽車(chē)工程職業(yè)學(xué)院