声波学位论文

目 录摘 要 IABSTRACT（英文摘要） II目 录 IV第一章引 言 11.1 课题的提出 11.2 超声波测距发展概况 21.3 本课题研究内容及科学意义 3第二章超声波测距技术综述 42.1 超声及超声传感器简介 42.1.1 超声概述 42.1.2 超声传感器结构 62.1.3 超声传感器的主要参数及选择 92.2 超声测距原理与方法 102.3 测量盲区的影响 122.4 本章小结 13第三章硬件系统设计 153.1 方案论证 153.2 凌阳61板简介 163.2.1 功能区分与工作原理 163.2.2 系统各模块工作原理 163.3 超声波测距模组简介 203.3.1 超声波谐振频率发生电路、调理电路 203.3.2 超声波回波接受处理电路 213.3.3 超声波模组电源设置 223.4 LED键盘模组简介 233.5 硬件系统设计说明 233.5.1 系统设计 233.5.2 硬件原理图 243.5.3 系统连接 243.6本章小结 26第四章软件系统设计 274.1 主程序设计 274.2 超声波测距程序设计 294.3 本章小结 31第五章试验结果与改进 325.1 系统调试 325.2 试验结果分析 345.2.1 试验结果 345.2.2 误差分析 375.2.3 系统改进方法 375.3 本章小结 38结论 39参考文献 41致谢 44附录一 45附录二 46

医学超声波论文参考文献

关于医学影像的论文范文

医学影像是指为了医疗或医学研究，对人体或人体某部分，以非侵入方式取得内部组织影像的技术与处理过程。下面，我为大家分享关于医学影像的论文，希望对大家有所帮助!

前 言

数字图像处理技术以当前数字化发展为基础， 逐渐衍生出的一项网络处理技术， 数字图像处理技术可实现对画面更加真实的展示。 在医学中，随着数字图像处理技术的渗透，数字图像将相关的病症呈现出来， 并通过处理技术对画面上相关数据进行处理，这种医疗手段，可大幅提升相关病症的治愈率，实现更加精准治疗的疗效。 在医学中医学影像广泛用于以下几方面之中，其中包括 CT(计算机 X 线断层扫描)、PET(正电子发射断层成像)、MRI(核磁共振影像)以及 UI(超声波影像)。 数字图像处理技术在技术发展基础上，其应用的范围将会在逐渐得到扩展，应用成效将会进一步得到提升。

1 关键技术在数字图像处理中的应用

医学影像中对于数字图像的处理， 通常是将数字图像转化成为相关数据，并针对相关数据呈现的结果，对患者病症进行分析，在对数字图像处理中，存在一定的关键技术，这些关键技术直接影响着整个医疗治疗与检查。

1.1 图像获取

图像获取顾名思义将医患的相关数据进行整理， 在进行数字图像检测时，得出的相关图像，在获取相关图像后，经过计算机的转变，将图像以数据的形式进行处理，最后将处理结果呈现出来。 在计算机摄取图像中，通过光电的转换，以数字化的形式展现出来， 数字图像处理技术还可实现将分析的结果作为医疗诊断的依据，进行保存[1].

1.2 图像处理

在运用数字图像获取相关图像后，需对图像进行处理，如压缩处理、编码处理，将所有运行的数据进行整理，将有关的数据进行压缩，并将相关编码进行处理，如模型基编码处理、神经网络编码处理等。

1.3 图像识别与重建

在经过图像复原后，将图像进行变换，在进行图片分析后分割相关图像，测量图像的区域特征，最后实现图像设备与呈现，在重建图像后，进行图像配准。

2 医学影像中数字图像处理技术

2.1 数字图像处理技术的辅助治疗

当前医学图像其中包括计算机 X 线断层扫描、 正电子发射断层成像、核磁共振影像以及超声波影像，在医疗治疗中，可根据相关数据的组建，进而实现几何模式的呈现，如 3D,还原机体的各项组织中，对于细小部位可实现放大观察，可实现医生定量认识，更加细致的观察病变处，为接下来的医疗治疗提供帮助。 例如在核磁共振影像治疗中， 首先设定一定的磁场，通过无线电射频脉冲激发的'方式，对机体中氢原子核进行刺激，在运行过程中产生共振，促进机体吸收能力，帮助查找病症所在[2].

2.2 提升放射治疗的疗效

在医疗中， 运用数字图像处理技术即可实现对患病处的观察，也可实现对病患处的治疗，这种治疗方式常见于肿瘤或癌症病变的放射性治疗。 在进行治疗前， 首先定位于病患方位，在准确定位后，借助数字图像处理技术，全方位的计划治疗方案，并在此基础上对病患处进行治疗。 例如在治疗肿瘤癌症等病变之处，利用数字图像排查病变以外机体状况，降低手术风险。

2.3 加深对脑组织以其功能认识

脑组织是人体机能运转的核心， 在脑组织中存在众多复杂的结构，因此想要实现对脑组织的功能认识，必须对脑组织进行全方位的观测，深层探析其各项组织结构。 近些年随着医疗技术的提升，数字图像处理技术被运用到医学之中，数字图像处理技术可实现透过大脑皮层对脑组织进行全方位观测，最后立体的呈现出脑组织中各项机构的运作状况[3]. 例如功能性磁共振成像即 FMRI,这种成像可对机体大脑皮层的活动状况进行检测， 还可实时跟踪信号的改变， 其高清的时间分辨率，为当代医疗提供了众多帮助。

2.4 实现了数字解剖功能

数字解剖即虚拟解剖， 这种解剖行为需以高科技为依托从力学、视觉等各方面，通过虚拟人资源得建立，透析机体各项组织结构，实现对虚拟人的解剖，增加对机体的认识，真实的还原解剖学相关知识，这种手段对于医疗教学、解剖研究具有重要的影响作用。

3 结 论

综上所述， 数字图像处理技术在医学影像中具有重要的应用价值，其技术的发展为医疗技术提供了进步的平台，也为数字图像处理技术的发展提供了应用空间， 这种结合的方式既是社会发展的要求，也是时代进步的趋势。

参考文献：

[1]张瑞兰，华 晶，安巍力，刘迎九。数字图像处理在医学影像方面的应用[J].医学信息，2012,03:400~401.

[2]刘 磊，JINChen-Lie.计算机图像处理技术在医学影像学上的应用[J].中国老年学杂志，2012,24:5642~5643.

[3]李 杨，李兴山，何常豫，孟利军。数字图像处理技术在腐蚀科学中的应用研究[J].价值工程，2015,02:51~52.

超声医学是将超声技术应用于医学各部门而形成的一门学科。下面是由我整理的关于超声医学的论文范文，谢谢你的阅读。

超声医学学科建设构想分析

【摘 要】超声医学是将超声技术应用于医学各部门而形成的一门学科。目前超声医学在学科建上设依然存在一些问题。超声医学学科建设需要从科室建设，临床管理，优质服务等方面来着手，积极发挥科研和人才的关键作用，全方位、多层次地进行推进。

【关键词】超声医学;学科;学科建设

【中图分类号】R197.39 【文献标识码】A 【文章编号】1004-7484(2013)03-0089-02

随着超声医学的建设和发展，超声已经不仅仅被应用于临床诊断，超声治疗也已经成为了重要的治疗手段。超声技术可以与一些强势学科进行有效合作，可以在介入治疗，手术影像检测评估，以及生育学的超声检测中发挥重要作用。超声学科在承担诊断和医疗任务的同时，还肩负着医疗科研，甚至医疗教学等重要任务。

相对于一些临床学科，超声医学是一门全新学科，是将超声技术应用于医学各部门而形成。但是其与医院的一些其他辅助科室比较，超声学科的地位和作用又是十分突出的。随着超声医学与临床联系越来越紧密，超声医学学科已经实现了多领域渗透。从医院进行超声学科建设的角度进行分析可以看到，超声学科的建设的根本在于有效进行科室建设，实现诊疗科研的严格管理，以及优质服务的全面突破。

一、超声医学学科的建设重点在于科室建设

超声医学学科建设的首要任务是命名。在超声科室的命名中需要考虑的是超声功能的涵盖，即使是乡镇小医院也不能简单地命名为B超室，因为随着科技和经济的发展，三维甚至于四维彩超也已经被引入了县乡医院，所以在科室命名上要充分考虑到这一因素。另外超声医学已经脱离了简单的诊断功能，目前已经与临床治疗紧密联系在了一起，各种临床的诊断和治疗都与超声密切相关，所以通常情况下可以将科室命名为超声科。

超声科室的有效建构是超声学科建设的重要方面，超声学科与临床联系日益紧密，诊疗与教研需要紧密结合，但是目前的情况是多数医院在超声科室建设中结构分散、系统性差，加之技术水平参差不齐，所以造成了设备资源的很大浪费。我们需要有效建设完整的超声科室，实现人力、物力最大程度上的结合。对超声科室的建构可以从检查、治疗和教研三个方面有效的推进。

超声学科的建构中需要具有全科素质的团队领导者，科室主任可以从院内外聘请具有威望的中青年专家担任，因为中青年人才更具有发展潜力和魄力。在设立科室主任和副主任的基础上，可以设立诊断和诊疗、教研组长，实现对行政和业务的有效领导。超声科室的一般性工作可由超声医师，以及超声技师联合完成，医师进行诊断和操作，而技师进行录入和报告的出具工作。超声科室还需要数名护士，对患者进行术前准备，以及术后的观察。器械工程师可以选聘专职或者兼职都可以，但是需要保证检修的快速和及时。在超声科室的技术配比中需要高、中、初级互相合理配合。

二、超声医学学科建设的根本在于临床管理

从医院的建设角度来说，各学科建设的基本立足点在于临床的有效应用。超声医学的学科建设需要紧密地和解剖、生理和病理科室联系在一起，积极拓展超声和基础医学的联系。在临床诊疗中需要用规范医学条例来指导医生的患者意识，以及科研意识，在临床上做到有品质和有内涵。在全面理顺本学科建制的基础上，超声医学学科需要积极地进行跨学科协作。超声诊断是临床的前置环节，而临床可以有效的对超声诊断形成验证，所以超声临床需要建立严格的随访，以及反馈机制，超声医师下病房，以及参阅诊疗意见都是必要的。在超声学科的临床上，不仅仅需要增强科室内部的凝聚力，还需要有效的增加医院内部的向心力，以及与患者的亲和力。

超声医学学科的临床建设关键在于保证医疗质量，全面地提高诊断的正确率，积极推进超声医学的临床治疗。又快又好地完成超声诊疗的关键是减少预约，基本上做到“零预约”。在超声临床的建设中积极突出超声介入治疗，有效发挥超声在治疗中的引导作用。全面推进超声介入治疗在造影，引流和造瘘临床上的应用，突出超声在评估和靶向穿刺方面的特色。超声学科临床建设的目的和意义在于及时地解决临床问题，积极地推动和使用新技术和新手段，紧密的联系学科前沿，为患者解除疾病所带来的苦难。目前对于医院来讲，最重要的是要积极地在超声介入诊断、肝脏移植、临床诊断分析、男子不孕不育和风湿疾病诊断中做精做细。

三、超声医学学科建设的亮点在于优质服务

从客观角度来讲，因为各个地区的医院层次、以及软硬件设施具有明显的区别，所以说超声医学在学科建设上基本上难以一整套办法全面推进，但是从另一个方面来讲，其实各个医院在提高服务质量上却是相通的。超声医学的学科管理在于便捷性，因为超声检查是一项普通的医疗检查，所以说做到快速、便捷是服务的关键。超声科室的服务应该说具有两重性，其一是对患者的服务，其二是对临床的服务，所以有效的实现与医院，甚至于多所医院联网是关键。通过局域网可以进行有效的预约和排号，通过超声的信息管理可以实现临床医生快速了解结果。通过远程网络患者可以挂号，疑难病历可以得到快速的协助诊断和处理。

超声科室的服务还在于超声医师诊断结论的快速生成报告，对一些非常规的病例可以由高级医生处理，在最短的时间内进行治疗和诊断。对患者的资料进行大型的数据库管理，便于网络的直接调取。超声科室可以与医院的网络联系，最终实现与互联网的连接，实现信息资源的共享。患者公平的排号就诊，对特殊的病历做好前期准备工作，同时计划安排好超声技师和临床护理人员。超声科室还需要开设必要的临时观察室，以便于一些小风险治疗项目可以在门诊进行直接的治疗，手术后对患者进行有效的24小时观察。

四、超声医学学科建设的未来在于科研和人才

我们之所以说超声学科建设的未来在于科研和人才，是因为超声医学的未来应用空间和领域是十分广阔的。虽然目前超声医学还局限在临床诊断上，在临床治疗上也逐步取得了丰硕的成果，但是其依然有很多需要提升之处。在科研方面最主要是要将科研工作与临床紧密结合，良好的科研可以带动学科发展。在提高超声诊断质量的同时，我们需要重点发展射频消融，超声辐射力成像，心脏超声等技术。超声医学还需要与多学科实现联合攻关，与临床科室和纳米材料科室紧密合作。还需要积极的推进科研成果转化，有效地将科研成果向适宜的三级以及基层医疗机构进行输送，推动超声在介入、造影，以及肿瘤、治疗方面的临床应用;促进乳腺靶向造影，以及纳米级造影剂的申报，转化和应用。

另外，在超声医学人才培养方面可以有效借助平台力量，加大选拔力度，培养重点人才。要将院内培养和院外联合培养结合在一起，努力为超声医学人才提供展示自己才华的机会。在待遇上要向青年学科领军人物倾斜，鼓励青年医生申报各种创业基金，以此为超声医学人才的脱颖而出提供充分的锻炼机会和物质保证。

参考文献：

[1] 赵佳琦，章建全;借鉴戴明循环理论增进超声医学科研管理[J];中华医学科研管理杂志;2011年01期

[2] 王鹏，褚洪光，孟春荣，李倩;超声医学科建设构想浅谈[J];中外医疗;2012年01期

[3] 刘守君;加强超声学科建设提高医疗服务水平[J];现代医院管理;2005年01期

[4] 杨益虎;超声医学科建设构想浅谈[J];实用医技杂志;2007年21期

[5] 何林丰;对我区超声医学工程队伍建设的几点建议[J];西藏科技;2000年06期

作者简介：

刘希文(1957―)宁夏青铜峡人，宁夏青铜峡铝业集团公司医院工作，研究方向超声医学(从事超声工作37年)。

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超声波液位计的设计毕业论文设计

你在将你焊的板子再焊焊，看有没有虚焊。或者用示波器进行测量看看是否是数码管出问题。这个我们刚刚焊完。仔细点应该就会好的。祝你成功！

1.很简单的就是用磁翻板液位计+干触点 定义高，中，低三个液位，各个液位用于控制泵阀搅拌器的启动停止。缺点只能定义位置不能改变。2.用超声波液位计，此时需要编程（西门子200为例）把0-32000数字量和液位的高度进行转换，用PLC的VD字大于等于多少米时，泵 搅拌器 启动停止——控制设备的工况，这样比较好，但价格比较高，提问需要把自己的思路说清楚了再叫人家回答比较好

相关范文：基于单片机的超声波测距仪设计及其应用分析 [摘要] 本文利用超声波传输中距离与时间的关系，采用AT89C51单片机进行控制及数据处理，设计出了能精确测量两点间距离的超声波测距仪。该测距仪主要由超声波发射器电路、超声波接收器电路、单片机控制电路、环境温度检测电路及显示电路构成。利用所设计出的超声波测距仪，对不同距离进行了测试，并进行了详尽的误差分析。 [关键词] 超声波测距 单片机 温度传感器 随着社会的发展，人们对距离或长度测量的要求越来越高。超声波测距由于其能进行非接触测量和相对较高的精度，越来越被人们所重视。本设计的超声波测距仪，可以对不同距离进行测试，并可以进行详尽的误差分析。 一、设计原理 超声测距仪是根据超声波遇到障碍物反射回来的特性进行测量的。超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即中断停止计时。 通过不断检测产生波发射后遇到障碍物所反射的回波，从而测出发射超声波和接收到回波的时间差T，然后求出距离L。基本的测距公式为：L=(△t/2)*C 式中 L——要测的距离 T——发射波和反射波之间的时间间隔 C——超声波在空气中的声速，常温下取为340m/s 声速确定后，只要测出超声波往返的时间，即可求得L。 二、超声波测距仪设计目标 测量距离: 5米的范围之内;通过LED能够正确显示出两点间的距离;误差小于5%。 三、数据测量和分析 1.数据测量与分析 由于实际测量工作的局限性，最后在测量中选取了一米以下的30cm、50cm、70cm、80cm、90cm、100cm 六个距离进行测量，每个距离连续测量七次，得出测量数据(温度:29℃),如表所示。从表中的数据可以看出，测量值一般都比实际值要大几厘米，但对于连续测量的准确性还是比较高的。 对所测的每组数据去掉一个最大值和最小值，再求其平均值，用来作为最终的测量数据，最后进行比较分析。这样处理数据也具有一定的科学性和合理性。从表中的数据来看，虽然对超声波进行了温度补偿，但在比较近的距离的测量中其相对误差也比较大。特别是对30cm和50cm的距离测量上，相对误差分别达到了5%和4.8%。但从全部测量结果看，本设计的绝对误差都比较小，也比较稳定。本设计盲区在22.6cm左右，基本满足设计要求。 2.误差分析 测距误差主要来源于以下几个方面： (1)超声波发射与接收探头与被测点存在一定的角度，这个角度直接影响到测量距离的精确值;(2)超声波回波声强与待测距离的远近有直接关系，所以实际测量时，不一定是第一个回波的过零点触发;(3)由于工具简陋，实际测量距离也有误差。影响测量误差的因素很多，还包括现场环境干扰、时基脉冲频率等等。 四、应用分析 采用超声波测量大气中的地面距离，是近代电子技术发展才获得正式应用的技术，由于超声测距是一种非接触检测技术，不受光线、被测对象颜色等的影响，在较恶劣的环境(如含粉尘)具有一定的适应能力。因此，用途极度广泛。例如:测绘地形图，建造房屋、桥梁、道路、开挖矿山、油井等，利用超声波测量地面距离的方法，是利用光电技术实现的，超声测距仪的优点是:仪器造价比光波测距仪低，省力、操作方便。 超声测距仪在先进的机器人技术上也有应用，把超声波源安装在机器人身上，由它不断向周围发射超声波并且同时接收由障碍物反射回波来确定机器人的自身位置，用它作为传感器控制机器人的电脑等等。由于超声波易于定向发射，方向性好，强度好控制，它的应用价值己被普遍重视。 总之，由以上分析可看出:利用超声波测距，在许多方面有很多优势。因此，本课题的研究是非常有实用和商业价值。 五、结论 本设计的测量距离符合市场要求，测量的盲区也控制在23cm以内。针对市场需求，本设计还可以加大发射功率，让测量的距离更加的远。在显示方面，也可以对程序做适当改动，使开始发射超声波时LED显示出温度值，到超声波回波接收到以后通过计算得出距离值时，LED自动切换显示距离值，这样在视觉效果上得到更加直观的了解。 参考文献: [1]孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京：北京航空航天大学出版社.2002.46-170 [2]金篆芷王明时:现代传感器技术[M].电子工业出版社.1995.331—335 [3]孙涵芳徐爱卿:MCS一51／96系列单片机原理及应用(修订版)[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.46-170 [4]路锦正王建勤杨绍国赵珂赵太飞:超声波测距仪的设计[J].传感器技术.2002 仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助

我也出现过这种情况，就是不停的在扫描，数码管在闪烁，但没有查出来原因，有可能是代码问题，有可能是代码和你的电路不符合一至，你可以用电表把作品查一遍，是否是某一个拐角接错了，电平不对，导致局部电流不通，芯片的拐角作用都清楚吗？如果硬件没问题，那就应该是上述的两种可能了。

物理论文1000字超声波

写字的铅笔是物理实验中最简易、最方便的器材，下面列举数例并略加分析。 1．探究声音的传播 将铅笔一端放在口中，轻轻敲笔杆几下，再用牙齿咬住笔杆轻敲笔杆几下。发现后者的声音比前者大得多。因为前者声音是经过空气传到耳膜的，后者声音是经过牙齿、骨骼传到耳膜的。 2．长度的特殊的测量 铅笔除作为被测物体用来做刻度尺测长度的实验外，还可用来进行一些特殊测量：如用纸带缠住圆形铅笔，在重叠处打孔，展开后测两孔间距可知铅笔横截面圆周长；把细铜丝单层密绕在铅笔上，测出线圈总长度，除以匝数，可得铜丝直径。 3．演示减小摩擦方法 首先用弹簧测力计匀速拉动放在水平桌面上的木块，然后在木块下面放几支圆形铅笔，再用测力计匀速拉动，比较两次摩擦力，发现后者比前者小得多，因为前者是滑动摩擦，后者是滚动摩擦。 4．演示压强的大小 用小刀把长度适中的铅笔芯削尖，另一端仍为平面，把它放在左右两手食指间用力按，比较感觉，可用来验证在压力一定的情况下，压强与受力面积成反比。 5．演示物体的沉浮条件 把铅笔的下端绕上几圈铁丝，按入水中，使其竖直地浸没在盛水的烧杯中，放手后，铅笔上浮，最后竖直地浮在水中；若取出再增加铁丝匝数后，可使其下沉，以此来验证物体的沉浮条件。 6．演示导体和绝缘体 把电池、小灯泡、开关、导线组成的一个简单电路，将铅笔木质部分或铅笔芯串联在电路中，看灯泡是否发光，从而可演示导体与绝缘体的区别。

摘要]本文主要介绍了超声波的特点,超声波传感器的原理与应用等多个方面。文中阐述了超声波与可听声波的区别,超声波传感器在医疗,工业生产,液位测量,测距系统等多个领域中得到了广泛的应用。因超声波具有的独特的特性,使得超声波传感器越来越在生产生活中体现了其重要性,具有一定的研究价值。 [关键词]超声波 传感器 疾病诊断 测距系统 液位测量 一、超声波传感器概述 1.超声波 声波是物体机械振动状态的传播形式。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的声波,其每秒的振动次数很高,超出了人耳听觉的上限,人们将这种听不见的声波叫做超声波。超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律,与可听声波的规律并没有本质上的区别。与可听声波比较,超声波具有许多奇异特性:传播特性──超声波的衍射本领很差,它在均匀介质中能够定向直线传播,超声波的波长越短,这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时,推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。在相同强度下,声波的频率越高,它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高,所以超声波与一般声波相比,它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时,由于液体微粒的剧烈振动,会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合,会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用,会使液体的温度骤然升高,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质的溶解,加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。 超声波的特点:(1)超声波在传播时,方向性强,能量易于集中;(2)超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离;(3)超声波与传声媒质的相互作用适中,易于携带有关传声媒质状态的信息(诊断或对传声媒质产生效应)。 2.超声波传感器 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头。 超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变成电能,所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送,也能作接收。 超声波传感器由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成,换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中幅射;而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成,换能器接收波产生机械振动,将其变换成电能量,作为传感器接收器的输出,从而对发送的超进行检测。控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。二、超声波传感器的应用 1.超声波距离传感器技术的应用 超声波传感器包括三个部分:超声换能器、处理单元和输出级。首先处理单元对超声换能器加以电压激励,其受激后以脉冲形式发出超声波,接着超声换能器转入接受状态,处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析,判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是,就测量超声波的行程时间,根据测量的时间换算为行程,除以2,即为反射超声波的物体距离。把超声波传感器安装在合适的位置,对准被测物变化方向发射超声波,就可测量物体表面与传感器的距离。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波;而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。 2.超声波传感器在医学上的应用 超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。超声波诊断的优点是:对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。 3.超声波传感器在测量液位的应用 超声波测量液位的基本原理是:由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点:(1)无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长;(2)其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。 4.超声波传感器在测距系统中的应用 超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。 三、小结 文章主要从超声波与可听声波相比所具有的特性出发,讨论了超声波传感器的原理与特点,并由此总结了超声波传感器在生产生活各个方面的广泛应用。但是,超声波传感器也存在自身的不足,比如反射问题,噪声问题的等等。因此对超声波传感器的更深一步的研究与学习,仍具有很大的价值。 参考文献: [1]单片机原理及其接口技术.清华大学出版社. [2]栗桂凤,周东辉,王光昕.基于超声波传感器的机器人环境探测系统.2005,(04). [3]童敏明,唐守锋.检测与转换技术.中国矿业大学出版社. [4]王松,郑正奇,邹晨祎.超声定位车辆路径监测系统的设计.2006,(10). [5]俞志根,李天真,童炳金.自动检测技术实训教程.清华大学出版社. 转贴于 中国论文下载中心

从“周幽王烽火戏诸候”到“竹信”，从“漂流瓶”到人类历史上第一份电报—“上帝创造了何等的奇迹！”，百年间，通信技术借助现代科技飞速发展。现在，让我们回过头，看一看这一路上的风景。中外电信史漫谈据考，中国古代的商周时期人们就知道用烽火来远距离传递消息，大家最熟悉的就是“为博美人一笑，周幽王烽火戏诸候”的故事。在国际电信联盟出版的《电话一百年》一书中提到，公元968年，中国人发明了一种叫“竹信”的东西，它被认为是今天电话的雏形。虽然这些故事都反映了我们祖先的聪明才智，但是，要想了解近代电信科技的发展历史，我们还是得从欧洲说起。起源于欧洲1793年，法国查佩兄弟俩在巴黎和里尔之间架设了一条230千米长的接力方式传送信息的托架式线路。这是一种由16个信号塔组成的通信系统。信号机由信号员在下边通过绳子和滑轮，操纵支架的不同角度，表示相关的信息。当时，法国和奥地利正在作战，信号系统只用一个小时就把从奥军手中夺取埃斯河畔孔代的胜利消息传到巴黎。以后，比利时、荷兰、意大利、德国及俄国等也先后建立了这样的通信系统。据说查佩两兄弟之一是第一个使用“电报”这个词的人。欧洲对于远距离传送声音的研究始于17世纪。英国著名的物理学家和化学家罗伯特•胡克首先提出了远距离传送话音的建议。而在1796年，休斯提出了用话筒接力传送语音信息的办法，并且把这种通信方式称为—Telephone，一直延用至今。1832年，美国医生杰克逊在大西洋中航行的一艘邮船上，给旅客们讲电磁铁原理，旅客中41岁的美国画家莫尔斯被深深地吸引住了。当时法国的信号机体系只能凭视力所及传讯数英里，莫尔斯梦想着用电流传输电磁信号，瞬息之间把消息传送到数千英里之外。从此以后，莫尔斯的生活发生了根本的转变。莫尔斯从在电线中流动的电流在电线突然截止时会迸出火花这一事实得到启发：如果将电流截止片刻发出火花作为一种信号，电流接通而没有火花作为另一种信号，电流接通时间加长又作为一种信号，这三种信号组合起来，就可以代表全部的字母和数字，文字就可以通过电流在电线中传到远处了。1837年，莫尔斯终于设计出了著名的莫尔斯电码，它是利用“点”、“划”和“间隔”的不同组合来表示字母、数字、标点和符号。1844年5月24日，在华盛顿国会大厦联邦最高法院会议厅里，莫尔斯亲手操纵着电报机，随着一连串的“点”、“划”信号的发出，远在64公里外的巴尔的摩城收到由“嘀”、“嗒”声组成的世界上第一份电报。谁发明了电话？目前，大家公认的电话发明人是贝尔，他是在1876年2月14日在美国专利局申请电话专利权的。其实，就在他提出申请两小时之后，一个名叫E•格雷的人也申请了电话专利权。在他们两个之前，欧洲已经有很多人在进行这方面的设想和研究。早在1854年，电话原理就已由法国人鲍萨尔设想出来了，6年之后德国人赖伊斯又重复了这个设想。原理是：将两块薄金属片用电线相连，一方发出声音时，金属片振动，变成电，传给对方。但这仅仅是一种设想，问题是送话器和受话器的构造，怎样才能把声音这种机械能转换成电能，并进行传送。最初，贝尔用电磁开关来形成一开一闭的脉冲信号，但是这对于声波这样高的频率，这个方法显然是行不通的。最后的成功源于一个偶然的发现，1875年6月2 日，在一次试验中，他把金属片连接在电磁开关上，没想到在这种状态下，声音奇妙地变成了电流。分析原理，原来是由于金属片因声音而振动，在其相连的电磁开关线圈中感生了电流。现在看来，这原理就是一个学过初中物理的学生也知道，但是那个时候这对于贝尔来说无疑是非常重要的发现。格雷的设计原理与贝尔有所不同，是利用送话器内部液体的电阻变化，而受话器则与贝尔的完全相同。1877年，爱迪生又取得了发明碳粒送话器的专利。同时，还有很多人对电话的工作方式进行了各种各样的改进。专利之争错综复杂，直到1892年才算告一段落。造成这种局面的一个原因是，当时美国最大的西部联合电报公司买下了格雷和爱迪生的专利权，与贝尔的电话公司对抗。长时期专利之争的结果是双方达成一项协议，西部联合电报公司完全承认贝尔的专利权，从此不再染指电话业，交换条件是17年之内分享贝尔电话公司收入的20%。技术发展电话发明后的几十年里，围绕着电话的经营、技术等问题，大量的专利被申请，Strowger的“自动拨号系统”减少了人工接线带来的种种问题，干电池的应用缩小了电话的体积，装载线圈的应用减少了长距离传输的信号损失。1906年，Lee De发明了电子试管，它的扩音功能领导了电话服务的方向。后来贝尔电话实验室据此制成了电子三极管，这项研究具有重大意义。1915年1月25日，第一条跨区电话线在纽约和旧金山之间开通。它使用了2500吨铜丝，13万根电线杆和无数的装载线圈，沿途使用了3部真空管扩音机来加强信号。1948年7月1 日，贝尔实验室的科学家发明了晶体管。这不仅仅对于电话发展有重大意义，对于人类生活的各个方面都有巨大的影响。其后几十年里，又有大量新技术出现，例如集成电路的生产和光纤的应用，这些都对通信系统的发展起了非常重要的作用。电话在中国鸦片战争后，西方列强在中国掠夺土地和财富的同时，也为中国带来了近代的邮政和电信。1900年，我国第一部市内电话在南京问世；1904年至1905年，俄国在烟台至牛庄架设了无线电台。中国古老的邮驿制度和民间通信机构被先进的邮政和电信逐步替代。中华民国时期，中国的邮电通信仍然在西方列强的控制中。加上连年战乱，通信设施经常遭到破坏。抗战时期，日本帝国主义出于战争需要和企图长期统治中国的目的，改造和扩建了电信网络体系，他们利用当时中国经济、技术的落后和政治制度的腐败，通过在技术、设备、维修、管理等方面对中国的通信事业进行控制。1949年以前，中国电信系统发展缓慢，到1949年，中国电话的普及率仅为0.05%，电话用户只有26万。1949以后，中央人民政府迅速恢复和发展通信。1958年建起来的北京电报大楼成为新中国通讯发展史的一个重要里程碑。十年“文革”，邮电再次遭受打击，一直亏损，业务发展停滞。到1978年，全国电话普及率仅为0.38%，不及世界水平的1/10，占世界1/5人口的中国拥有的话机总数还不到世界话机总数的1%，每200人中拥有话机还不到一部，比美国落后75年！交换机自动化比重低，大部分县城、农村仍在使用“摇把子”，长途传输主要靠明线和模拟微波，即使北京每天也有20%的长途电话打不通，15%的要在1小时后才能接通。在电报大楼打电话的人还要带着午饭去排队。1978年，全国电话容量359万门，用户214万，普及率0.43%。改革开放后，落后的通信网络成为经济发展的瓶颈，自上世纪80年代中期以来，中国政府加快了基础电信设施的建设，到2003年3月，固定电话用户数达22562.6亿，移 动电话用户22149.1亿户。古今中外，多少人曾经为了更快更好地传递信息而努力，在电信发展的一百多年时间里，人们尝试了各种通信方式：最初的电报采用了类似“数字”的表达方式传送信息；其后以模拟信号传输信息的电话出现了；随着技术的进步，数字方式以其明显的优越性再次得到重视，数字程控交换机、数字移动电话、光纤数字传输……历史的车轮还在前进。百年老电话电话发明至今，从工作原理到外形设计都有不小的变化，下面就请大家跟随我们一起去走走这条电话百年发展的道路。这些电话都是世界各地的古董电话收藏爱好者们的藏品。1878年，手持电话这部电话是由Werner Siemens于1878年在德国制造的。它的听筒和话筒是一个，听话和说话时交替使用。1879年，盒式电话这部电话配备了Viaduct制造公司生产的磁力发电机由红木制成，还配有一个柱状听筒。1880年，贝尔电话这是第一种在欧洲使用的电话。它取代了电报，比装有手柄的磁力发动机电话先进。1881、1882年，磁力发电机壁式电话左面的电话称为美国贝尔型，1881年制造，由位于哥本哈根的国际贝尔电话公司使用。L.M.Ericsson制造。这款电话在上世纪末盛行。1885年，“埃菲尔铁塔”磁力发电机电话这款电话由L. M. Ericsson于1885年制造。在当时这是第一款放在桌面上的电话。麦克风设在旋转臂上，曲柄用来接通交换机。1885、1902年，磁力发电机壁式电话由Ferdinand E. Stensen于1885年在哥本哈根制造，是最早的一部由丹麦人制造的电话。这款是在霍森的Emil Mdlers电话公司制造的。1885年，木支架桌式电话生产厂商及产地不详。1892年，电动折叠橱式桌面电话这种电话多数用于家庭、宾馆和电话亭。1892年，带听筒的“埃菲尔铁塔式”电话这是一部真正的经典电话，1892年，由L. M. Ericsson制造。这款电话流传全世界，生产近百万台。1893年，“咖啡壶式”电话这款电话在丹麦只有几个样品，对收藏者来说它最富吸引力和收藏价值。 1899年，数字机械墙式电话这种数字机械电话有墙式和桌式两种。1900年，直立桌式电话这种圆肚形桌式电话是青铜镀镍的。在挂杆下面有一块结实的电木。它还有一个可以炫耀的外设听筒。1900年，直立锥形桌面电话这部电话有个绰号叫“油壶”，都是因为它的外形。1900年，20线分离电话本款是所谓的20线分离电话。只能用于内部通话，由L. M. Ericsson瑞典制造。1901年，磁力发电机台式电话本款是1901年由Ferdinand E. Stensens Telefonfabrik在哥本哈根制造的。注意看它的听筒，单独挂在挂钩上。可能是因为当时电话接入质量不高，有时必需用两只耳朵听。1902年，Kellogg角落台式电话这种角落台式电话多数用于家庭、办公室和电话亭。它是由美国哈得伍得电话公司制造的。是从加利弗尼亚一个小镇的农夫手中买到的。1902年，公用电池墙式电话这种电话不需转动手柄，拿起话筒直接与接线员通话。它是从旧金山一个古玩店中买来的。1904年，磁力发电机共线电话本款电话在1904由L.M.Ericssom制造。此款电话可由四个用户共享一根电话线。 1753年2月17日，用电流进行通信的设想首次在一本名为《苏格兰人》的杂志上提出，文章署名为C.M.。1784年8月15日，一种叫“遥望通信”的视觉通信方式首次在法国里尔和巴黎之间使用。1796年，英国人休斯提出了用话筒接力传送语音的办法，并将之命名为Telephone，这个名字一直沿用至今。1832年，俄国外交家希林制作出用电流计指针偏转来接收信息的电报机。1835年，美国人莫尔斯发明了用电磁学原理用于电报传输的电报机。1837年6月，英国人库克获得第一个电报发明专利权，他制作的电报机首先在铁路上获得使用。1837～1838年，莫尔斯又发明了将电流“通”和“断”来编制代表数字和字母的码—莫尔斯码。1843年，莫尔斯修建成了从华盛顿到巴尔的摩的电报线路，全长64.4公里。1844年5月24日，莫尔斯在国会大厦向巴尔的摩发出了人类历史上第一份电报：“上帝创造了何等的奇迹！”。1850年8月28日，第一条海缆由约翰和雅各布•布雷特兄弟俩在法国的格里斯-奈兹海角和英国的李塞兰海角之间的公海里铺设，但是，只拍发了几份电报就中断了。原来，有个打渔人用拖网钩起了一段电缆，并截下一节高兴地向别人夸耀这种稀少的“海草”标本，惊奇地说那里装满了金子。1876年3月10日，英国苏格兰人贝尔发明电话，“沃森先生，快来帮我”成了人类第一句通过电话传送的语音。当时贝尔将话筒中的酸液溅到了腿上。1879年，天津与大沽北塘炮台之间架设了电报线。1882年2月21日，丹高大北电报公司在上海外滩设立了电话交换所。1895年，俄国人波波夫和意大利人马可尼分别发明了无线电报机。1897年5月18日，马可尼进行横跨布里斯托尔海峡的无线电通信取得成功。1900年，上海南京电报局开办市内电话，当时只有16部电话。1901年，马可尼实现了隔着大西洋的无线电通信。1903年，无线电话试验成功。1907年11月8日，法国发明家爱德华•贝兰在法国摄影协会大楼里表演了他的研制成果—相片传真。1919年，帕尔姆和贝兰德发明了“纵横制接线器”。十年后，瑞典松兹瓦尔市建成了世界上第一个大型纵横制电话局。1920年7月，中华邮政开办邮传电报业务。1937年，英国人里夫斯提出用脉冲所有组合来传送语音信息的方法(脉冲编码调制)。1945年10月，英国人A•C•克拉克提出静止卫星通信的设想。1946年，埃克特和莫奇利建成了世界上第一台电子计算机。1947年，美国贝尔实验室提出了蜂窝通信的概念，将移 动电话的服务区划分成若干个小区，每个小区设立一个基站，构成蜂窝移 动通信系统。1950年12月，中国东北长途明线国际干线工程建成，北京到莫斯科有线载波电路开放。1954年7月，美国海军利用月球表面对无线电波的反射进行了地球上两地电话的传输试验。并于1956年在华盛顿和夏威夷之间建立了通信业务。1956年，在英国和加拿大之间的大西洋海底铺设完成了电话电缆，使远距离的大陆之间电话通信成为现实。1957年10月4日，前苏联于成功地发射了第一颗人造卫星“卫星1号”。1958年8月，首部国产12载波电话设备在上海邮电器材厂研制成功。1960年1月，中国首套1,000门纵横制自动电话交换机在上海吴淞电话局开通使用。1960年，美国物理学家梅曼用强大的普通光照到人造宝石上，制造出了比太阳光强1000万倍的激光。1962年，美国研究成功了脉码调制设备，用于电话的多路化通信。1965年，第一部由计算机控制的程控电话交换机在美国问世，标志着一个电话新时代的开始。1966年，英籍华人高锟提出以玻璃纤维进行远距激光通信的设想。1969年，北京长途电信局安装成功中国第一套全自动长途电话设备。1969年，美国国防部高级研究计划署(ARPA)提出了研制ARPA网的计划，1969年建成并投入运行，标志著计算机通信的发展进入了一个崭新的纪元。1970年，世界上第一部程控数字交换机在法国巴黎开通，这标志著数字电话的全面实用和数字通信新时代的到来。1972年，国际电报电话咨询委员会(CCITT)首次提出综合业务数字网—ISDN的概念。1974年，中日海底电缆开始建设，这是中国参与建设的首条国际海底电缆。1975年，中国自行研制设计的纵横制自动电话交换设备通过国家鉴定，开始批量生产。1976年3月，中国自己研制的首条大容量传输系统—1800路中同轴电缆载波系统在北京、上海、杭州建成投产，全长1700公里。1982年，欧洲成立了GSM，任务是制订泛欧移 动通信漫游的标准。1982年，中国第一批投币式公用电话在北京市东、西长安街等繁华街道出现，共22个投币式公用电话亭。1982年12月，从日本引进的首个万门程控市话交换系统在福州市电信局投产使用，建成中国首个引进的程控电话局。1983年，AMPS蜂窝系统在美国芝加哥开通。1904年，“蜘蛛式”民用波段电话L. M. Ericsson’s第一部民用波段电话。 1905年，芝加哥的树式桌面电话这部桌面电话被称作“大腹便便”，因其手柄的中部隆起而得名。1905年，门廊对讲机这是一部康涅狄格州电信公司的32门门廊对讲机。1905年，11数字拨号桌式电话它采用了11个数字拨号的方式。1907年，“德国模式”的电台波段电话于1907年在德国由E.Zwuetysch&Co制造，此款电话的出现可以一定程度解决通话等待时间太长的问题。1907年，磁力发电机式电话这部电话1907年由L.M.Ericsson制造。值得注意的是：接听电话时，要将听筒悬挂在分离的挂钩上。这是当时电话生产商的统一标准。1908年，CH-08扩音器电话由KTAS推出。1910年，互联电话这是一部由S.H. Couch公司生产的直立桌面互联电话，用于办公室间的通信。1912年，办公用排列机这部电话通过主机可同时带有17个分机，每个分机都可以打出去，并且分机之间也可互相接通。1912年，CH-08壁式电话此款电话生产于1912年，由丹麦人在哥本哈根制造的，可自动收发电报。1912年，磁力发电机电话由在L.M.Ericsson制造的电报传真电话，经常偏远地区或小岛上使用。1914年，Magnavox抗噪音桌面电话这部电话的独特设计在于当对着话筒说话时，声音穿过话顶部的小孔使电话中的振动板振动。噪音进入话筒时就会被消掉。其双旋转听筒有助于阻止无用的噪音。1914年，Magnavox抗噪音桌式电话B1型同样具有消除噪音的功能。1914年，磁力发电机电话于1914年在HORWENS制造，可以用来电报传真。1915年，Veau桌式电话资料不详。1915年，家庭自制壁挂电话这部电话在东俄勒岗一个废弃的农场中发现。当地有近20个废弃的农场的墙上留有挂过电话的痕迹。1920年，磁力发电机壁式电话这部电话于1904制造，并于1920更新，配备了可接、听转换的旋转红色按钮。1927年，D-08半自动电话第一部拨号电话，它的出现将代替交换机的人工呼叫系统。拨号装置是在1927年安装的，它真正使用是在1978年。1927年，交流发电振铃电话由Kristian Kirks Telefonfabrikker在丹麦Horsens制造，70年代仍在使用。1929年，自动壁式电话资料不详。1930年，D-30半自动镀金电话此款电话是丹麦企业在1930完成制造的，其特别之处是表面镀金，而当时多数电话漆黑的，并且此电话有拨号装置。1930年，FL-30自动电话30年代由丹麦制造的，它用字母拨号。同类电话使用了大约48年。1935年，自动电话此款电话被用于与偏远地区的电信交换机的联络，它的设计受到30年代美国电话业的影响。1943年，CB-43型电话这部电话是由Kristian Kirks Telefonfabrikker在丹麦制造，它内部设计两种振铃声，用于区别市内外来电。1951年，F-51自动拨号电话这部电话是由Kristian Kirks Telefonfabrikker在二次世界大战之后制造的。1952年，F-52自动拨号电话机于1952制造，不同于往日黑色电木材料，它是用象牙和较晚一些出现的塑料材料制成。1956年，“Ericofon”自动拨号电话此款电话由瑞典L.M.Ericsson设计和制造，命名为Ericofon。它是用新型的材料制成的，比传统电话的听筒还轻得多。1968年，F-68自动拨号电话这部电话是七十年代最为常见的电话，它最初设计是在六十年代，在丹麦被广泛制造生产。1970年，F-68按钮拨号电话丹麦首次使用的按钮电话，这部电话是用数字按钮代替原来的拨号方式。1976年，76E/DK80型按钮拨号电话在1972由Jutland Telephone公司最初制造的。1979年，F-79按钮拨号式计费电话此款电话介于普通电话与公用电话之间，它主要用于服务场所、旅馆等类似地方，可以防盗打电话功能。 1980年，DA-80按钮拨号电话这部电话的设计标志着电子学理论真正进入电话行业。1982年，便携式电报电话此款电话由Ericsson无线系统所制造，当时它只能在丹麦、芬兰、挪威及瑞典等国家使用，它的出现为以后GSM移 动电话系统开辟了新的天地。1983年，DanMark 2按钮电话DanMark2于1983年制造，是八十年代最先进技术的体现。它具有许多功能，如电话号码记忆功能、重拨功能、监听功能、24种铃声