有关超声波测速的几个典型题

有关超声波测速的几个典型题

1．如图所示，在京昆高速公路266 km 处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距355 m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急情况而急刹

车，当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，且

此时A 、B 相距335 m ，已知声速为340 m/s 。

（1）求汽车刹车过程中的加速度；

（2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速

度是否合法？

答案：（1）10m/s 2；（2）v 0 = 72 km/h ，合法。

解析：（1）根据题意，超声波和汽车运动过程的示意图，

如图所示。

设超声波往返的时间为2 t ，汽车在 2 t 时间内，刹车的位移为2221）（t a x =

=20m 当超声波与A 车相遇后，A 车继续前进的时间为t ，位移为222

1at x =

=5m 则超声波在2 t 内的路程为2×（335+5）m = 680 m ，

由声速为340 m/s ，得t = 1 s ，解得汽车的加速度a = 10 m/s 2

（2）由A 车刹车过程中的位移 a v x 220= 解得刹车前的速度 v 0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内，是合法的。

2．在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号的时间差的变化，测出被测物体速度。下图甲中仪器A 和B 通过电缆线连接，B 为超声波发射与接收一体化装置，仪器A 能够将装置B 发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现固定装置B ，并将它对准直线匀速行驶的小车C 的尾部，使其每隔固定时间T 0发射一短促超声波脉冲，下图乙中幅度较大的波形。反射波（图乙中幅度较小的波形）滞后的时间已在图中标出，其中T 0和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0，求小车的速度大小。

\

答案：T

T Tv ?+?002 解析：超声波两次与汽车相遇时，汽车前进的距离为02v T x ?=

? 前进该距离所用时间为20T T t ?+

=? 所以T

T Tv t x v ?+?=??=

002

3．如图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号。根据发出信号和接收反射信号间的时间差，测出汽车运动的速度。图b中，

P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔△t = 1.0 s，超声波在空气中传播的速度是v = 340 m/s。若汽车是匀速行驶的，则根据图2可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是____________m，汽车的速度是___________m/s。（第二空保留三位有效数字）

（图a）

（图b）

分析：由题意可知，P1、P2的时间间隔为0.8s，根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值，即可求出图中每小格表示的时间；以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值．可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间，即超声波由发出到接收所需要的时间．从而可以求出超声波前后两次从测速仪汽车所用的时间，结合声速，进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离．

解：本题首先要看懂b图中标尺所记录的时间，每一小格相当于多少：由于

P1，P2之间时间间隔为1.0s，标尺记录有30小格，故每小格为

1

30s ；

其次应看出汽车两次接收（并反射）超声波的时间间隔：P1发出后经12 30s

接收到汽车反射的超声波，故在P1发出后经

6

30s 被车接收，发出P1后，经1s

发射P2，可知汽车接到P1后，经t1 = 1 -

6

30s =

24

30s 发出P2，而从发出P2到汽

车接收到P2并反射所历时间为t2 = 4.5

30s ，故汽车两次接收到超声波的时间间隔

为t = t1 + t2 = 28.5

30s ，求出汽车两次接收超声波的位置之间间隔：s=（

6

30s -

4.5

30s ）v声=（1.5

30）×340=17m，故可算出v汽=

s

t=17÷（

28.5

30）=17.9m/s．

答案：（1）17，（2）17.9

点评：本题综合考查速度已及声波的计算，确定声音传播的时间是本题的难点，注意紧扣公式然后找出相关物理量才是解答本题的关键．

超声波在车辆测速中的应用

超声波在车辆测速中的应用 随着交通系统的发展，越来越多的传感器被应用在交通系统中。其中超声波传感器由于其自身的优点在测距测速中得到了广泛的应用。超声波是频率高于2O kHz 的声波，其波长短，方向性好．穿透能力强。它在医学、军事、工业、农业上有很多的应用，可用于测距，测速、测厚、探伤和超声成像等。超声波在空气中传播，遇到障碍物会反射回来，由发射与接收的时间差，可计算发射器到障碍物的距离。与激光测距设备相比，超声波以其方便、简单、成本低等因素被广泛应用于短距离的测量中。 超声波测距是利用超声波指向性强、能量消耗缓慢并因而在特定介质中传输距离远的特点，通过发射具有特征频率的超声波实现对被摄目标距离的探测。在交通系统中，利用超声波传感器测距测速有很重要的意义，不仅能采集到交通数据进行状态评估，而且还能有效地避免交通事故的发生。在智能交通系统中，超声波传感器被安装在路边来测量通过车辆的速度，判断是否超速。在无人驾驶智能车上安装超声波传感器，可以自动检测前车的距离，防止追尾事故；同时还可以检测前车的速度，做出是否超车的判断。 测量原理 超声波测距模块到障碍物的距离 S=（△T×V0）/2 (1) 式中：△T为超声波由发射到接受的用时：V0为超声波在空气中的传播速度，且 与温度的关系为V0=331.5+0.6T (2) 式中T为环境摄氏温度。根据式（2）进行声速修正可提高测量精度。当超声波传感器静止，被测物体以相对声速低速运动时，假设t1时刻测得被测物体与传感器距离为s1,t2时刻测得距离为s2，则超声波传感器与被测物体之间的相对速度 V=（s2-s1）/(t2-t1) (3) 当传感器装在车上进行运动测速时，如图1.1所示，假设车A运动速度为V1, 假设t1时刻测得前车B与车A距离为s1,t2时刻测得距离为s2，则两车相对速度为 △ V=（s2-s1）/(t2-t1)（4） 可以得到车B的速度为V2=V1+△V。 设计实现 硬件设计 主芯片为飞思卡尔xls128,控制舵机的转动，33886驱动电路，驱动电机转动，同时光电传感器检测道路信息，将采集到的路面信息传回单片机，控制智能车的行驶方向。超声波传感器模块由一个发射器和接收器构成，单片机控制发射器发出频率为40kHz的脉冲，并开始计时，遇到最近障碍物反射回接收器，计时结束，通过发射接受的时间间隔计算出距离。

高一物理测速问题

常用测速方法的归纳 （一）：打点计时器测速 1、在做“练习使用打点计时器”的实验时．图是某次实验的纸带，舍去前面比较密的点，从0点开始，每5个连续点取1个计数点，标以1、 2、3…那么相邻两个计数点之间的时间间隔为________s，各计数点与0计数点之间的距离依次为x1＝3.0 cm、x2＝7.5 cm、x3＝13.5 cm，则物体通过1计数点的速度v1＝________，通过2计数点的速度v2＝________，运动的加速度为________。 2、在“练习使用打点计时器”的实验中，某同学选出了一条清晰的纸带，并取其中的A、B、 C、…七个点进行研究，这七个点和刻度尺标度的对应如下图所示． 可求出A点到D点的平均速度________m/s，F点的瞬时速度________ m/s。 （二）：传感器测速 1、平直的公路上，装有发射装置的高速行使轿车同时向前方的接受装置发射一个红外脉冲和一个超声波脉冲，接受装置收到红外脉冲和超声波脉冲的时间间隔是2s,经过1s,发射装置又同时发射出红外脉冲和超声波脉冲，这次接受到的时间间隔是1.9s，求轿车在1s内的平均速度？（声音在空气中传播的速度是v=340m/s） 2、下图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度.图B中p1、p2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是p1、p2由汽车反射回来的信号.设测速仪匀速扫描，p1、p2之间的时间间隔△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图B可知，汽车在接收到p1、p2两个信号之间的时间内前进的距离是多少米？汽车的速度是多少？. A B

超声波测车速练习(供参考)

超声波测车速 1如图（a），停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设 测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超 声波在空气中传播的速度为340米/秒，假设被测汽车沿 直线匀速行驶． （1）图b中每小格表示的时间是s． （2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？ （3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？ （4）汽车的速度是多少m/s？ 2．高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。某次检测时，第一次发出信号到接收到超声波返回信号，用时0.4s，如图所示。第二次发出到接收到返回信号用时0.3s，两次发出信号时间间隔是1s。（假设超声波的速度为340m/s，且保持不变）求：（1）题目中被测汽车第一次接收到超声波时，汽车到超声波测速仪的距离S1是多少？（2）被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少？（3）被测汽车的速度是多大？ 3.如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1 n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为0.9秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，则被测车的车速为（） A．20米/秒B．25米/秒C．30米/秒D．40米/秒 4．（2013?绍兴）交通部门常用测速仪检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲。某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离。则该被测汽车速度是（假设超声波的速度为340米/秒，且保持不变）（）D A．28.33米/秒B．13.60米/秒C．14.78米/秒D．14.17米/秒 5．测量员是这样利用回声测距离的：他站在峭壁之前某一位置鸣枪，经过1.00s听到回声，已知声速为340m/s，则测量员能测出他与峭壁间的距离为170m．与此类似，如图所示是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪指向车辆发出超声波脉冲信号，并接收经车辆反射的超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．在某次测速过程中，超声波测速仪对某一汽车共发射两次信号，接收两次信号，

测速问题

1.为保障交通安全, 对公路上的行车速度就要有一定的限制，因此要对公路上过往的车辆进行车速的检测. 通常高速公路上用超声波测速仪测量车速，测速仪发出并接收被车辆反射回的脉冲信号, 根据发出和接收的信号时间差, 可以算出被测车辆的速度. 设车辆匀速驶向检测者, 当汽车行至某一位置时, 测速仪发出第一个脉冲信号, 后经汽车反射后被测速仪接收, 测速仪记录下从发射到接收信号历时t1=0.4s;在发出第一个信号后Δt=1.0 s时又发出第二个信号, 之后经t2=0.3 s又收到了反射信号. 超声波在空气中的速度是v=340 m/s,求汽车在先后两次反射超声波脉冲信号时间内的位移Δx 和汽车速度的大小。 2.公路上行驶的两辆汽车之间应保持一定的安全距离。当前车突然停止时，后车司机可以采取刹车措施，使汽车在安全距离内停下而不会与前车相碰。通常情况下，人的反应时间和汽车系统的反应时间之和为1s。当汽车在晴天干燥沥青路面上以108km/h的速度匀速行驶时，安全距离为120m。设雨天时汽车轮胎与沥青地面的动摩擦因数为晴天时的2/5，若要求安全距离仍为120m，求汽车在雨天安全行驶的最大速度。 3.一辆客车在某高速公路上行驶，在经过某直线路段时，司机驾车做匀速直线运动．司机发现其正要通过正前方高山悬崖下的隧道，于是鸣笛，5s后听到回声；听到回声后又行驶10s司机第二次鸣笛，3s后听到回声．请根据以上数据帮助司机计算一下客车的速度，看客车是否超速行驶，以便提醒司机安全行驶．已知此高速公路的最高限速为120 km/h，声音在空中的传播速度为340 m/s. 4.(2001年上海高考题)图所示是在高速公路上用超声波测速仪侧量车速示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测车辆的速度。如图P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的超声波信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔△t=1.0s，超声波在空气中传播的速度是 v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根 据图可知，汽车在接收到P1、P2两个信 号之间的时间内前进的距离是 ______m，汽车的速度是______m/s。 5.平直的公路上，装有发射装置的高速行使轿车同时向前方的接受装置发射一个红外脉冲和一个超声波脉冲，接受装置收到红外脉冲和超声波脉冲的时间间隔是2s,经过1s,发射装置又同时发射出红外脉冲和超声波脉冲，这次接受到的时间间隔是1.9s，求轿车在1s内的平均速度？（声音在空气中传播的速度是v=340m/s） 6.某雷达站正在跟踪一架飞机，此时飞机正朝着雷达站方向匀速飞来；某一时刻雷达发出一个无线电脉冲，经200μs后收到反射波；隔0.8s后再发出一个脉冲，经198μs收到反射波，已知无线电波传播的速度为c=3×108m/s，求飞机的飞行速度．

具有实时语音播报的超声波测距测速仪

具有实时语音播报的超声波测距测速仪（C题） 摘要：本文研究内容为实时语音播报的测距测速仪，利用超声波进行距离测量,测量精度在厘米级别,适用于近距离测距。本系统以STC12C5A60S为微处理芯片， 其产生40kHz频率，再利用超声波换能器TCT40-16T产生超声波信号并发射 出去，由TCT40-16R接收超声波信号，并利用超声波专用芯片CX20106A检 波、处理超声波信号，最后发送给微处理器。微处理器通过计算得到与障碍 物的距离，并通过所得距离计算出物体的移动速度。微处理器通过串口控制 JQ6500语音模块。当微处理器计算得到障碍物的距离和物体移动速度时，微 处理器发送指定的命令，驱动语音模块播放保存在FLASH中的语音,实现实 时语音播报。 关键词:STC12C5A60S2;JQ6500;超声波。

1 系统方案设计 设计任务 根据命题要求，设计并制作一台具有实时语音播报的超声波测距测速仪。 A. 具有超声波测距功能，测量距离～，测距精度±1cm； B. 自动语音实时播报测量距离数值；实时播报时间间隔t≤10s；实时语音播报清晰明亮、无明显失真，在1米距离处人耳能准确分辨。 C. 实时显示测量的距离和速度，并且显示内容要与语音播报内容同步。 总体设计方案 具有实时语音播报的超声波测距测速仪由6部分组成：超声波发射模块、超声波接收模块、51单片机最小系统、LCD1602显示模块、JQ6500语音播报模块、按键模块组成。 图1-1 超声波测距测速仪组成图 声波测速测距原理 声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到发射波就立即停止计时。假设超声波在空气中的传播速度为V，根据计时器记录的时间T，发射点距障碍物的距离S,如图1-2所示。

超声波测速

12 =12×s=0.4s= =9×s=0.3s=vt -t+t v==17.9m/s. 超声波测速 超声波测速 适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量，超声多普勒法只是其中一种，还有频差法和时差法等等。 时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。需要突出解决的难题是这种情况下，由于声速参加运算（作为分母，公式不好写，我积分不够没法贴图），而声速收温度的影响变化较大，所以不适合用在工业环境下等温度变化范围大的地方。 频差法是时差法的改进，可以把分母上的声速转换到分子上，然后在求差过程中约掉，这就可以避开声速随温度变化的影响，但测频由于存在正负1误差，对于精度高的地方，需要高速计数器。 还有就是回鸣法了，可以有效改进由于计数器正负1误差带来的测量误差。 以上这些东东都是关于流体的流速的超声测量方法。对于移动物体的速度测量多采用超声多谱勒法。 根据声学多普勒效应，当向移动物体发射频率为F的连续超声波时，被移动物体反射的超声波频率为f，f 与F服从多普勒关系。如果超声发射方向和移动物体的夹角已知，就可以通过多普勒关系的v,f,F,c表达式得出物体移动速度v。 设超声波速度为V两次发出超声波的时间间隔为T第一次用时为T1第二次为T2则车速为V1=V×（T2-T1）/T（以上数据均可测出） 超声波测速仪测量车速，图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1，n2... 如图所示，图A是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差测出被测物体的速度。图B中P1、P2是测速仪发出的超声波信号，N1、N2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，

有关超声波测速的几个典型题

有关超声波测速的几个典型题 1．如图所示，在京昆高速公路266 km 处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距355 m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急情况而急刹 车，当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，且 此时A 、B 相距335 m ，已知声速为340 m/s 。 （1）求汽车刹车过程中的加速度； （2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速 度是否合法？ 答案：（1）10m/s 2；（2）v 0 = 72 km/h ，合法。 解析：（1）根据题意，超声波和汽车运动过程的示意图， 如图所示。 设超声波往返的时间为2 t ，汽车在 2 t 时间内，刹车的位移为2221）（t a x = =20m 当超声波与A 车相遇后，A 车继续前进的时间为t ，位移为222 1at x = =5m 则超声波在2 t 内的路程为2×（335+5）m = 680 m ， 由声速为340 m/s ，得t = 1 s ，解得汽车的加速度a = 10 m/s 2 （2）由A 车刹车过程中的位移 a v x 220= 解得刹车前的速度 v 0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内，是合法的。

2．在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号的时间差的变化，测出被测物体速度。下图甲中仪器A 和B 通过电缆线连接，B 为超声波发射与接收一体化装置，仪器A 能够将装置B 发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现固定装置B ，并将它对准直线匀速行驶的小车C 的尾部，使其每隔固定时间T 0发射一短促超声波脉冲，下图乙中幅度较大的波形。反射波（图乙中幅度较小的波形）滞后的时间已在图中标出，其中T 0和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0，求小车的速度大小。 \ 答案：T T Tv ?+?002 解析：超声波两次与汽车相遇时，汽车前进的距离为02v T x ?= ? 前进该距离所用时间为20T T t ?+ =? 所以T T Tv t x v ?+?=??= 002

基于单片机超声波多普勒测速的设计

摘要 在速度测量领域，利用多普勒效应的设计不在少数。其中，多以激光多普勒测速设计或装置为主，激光以其高强度、频率单一、不易受到干扰等良好的性质受到众多多普勒测速设计者的青睐，以激光为波源做成的装置具有测速范围广(4×10~(-5)～10~4米/秒)、空间分辨率高、动态响应快等优点。但是，这种装置一般而言价格比较昂贵，在许多测量精度要求不那么严格的地方的应用受到了很大的限制。因此，我们设计了以超声波作为波源结合单片机用以数据处理的方案，再加上其他一些必要的电子电路，可以把整个装置集成到一块PCB板上，以电池供电。这样便解决了价格问题，提高了性价比，同时携带方便，测量精度亦在可以接受的范围内。 关键词：多普勒效应；超声波；单片机；混频放大；差频测量；模数转换；滤波整形 基于单片机的超声波多普勒测速设计 1前言 1.1多普勒效应 多普勒效应是指物体辐射的波长因为光源和观测者的相对运动而产生变化，在运动的波源前面，波被压缩，波长变得较短，频率变得较高，在运动的波源后面，产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低，波源的速度越高，所产生的效应越大，根据光波红/蓝移的程度，可以计算出波源循着观测方向运动的速度，恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度，这种现象称为多普勒效应。 测速的公式简介。多普勒效应是本设计的理论依据，深入的考虑，可基于超声波多普勒效应推导出移动物体的速度，具体公式如下：

（1）当波源静止，观察者运动时 f=[(u+Vr)/u]f0 ① （2）当波源运动，观察着静止时 f=[u/(u-Vs)]f0 ②（3）当两者同时运动时 f=[(u+Vr)/(u-Vs)]f0 ③由于超声波的发生器和接收器是集中在一起的，所以当运动物体反射超声波时，应该把运动物体当做波源，而把超声波接收器作为观察者。这样，就可以结合上述公式求出运动物体的速度与多普勒频移之间的关系，如下： （1）当波源静止，观察者运动时 Vr=[(f0-f’)/(f0+f’)]u ④（2）当波源运动，观察者静止时 Vs=[(f0-f’)/(f0+f’)]u ⑤（3）当两者相对运动时 Vr={[(f’-f0)u2-(f’+f0)Vs]/[(f’+f0)u+(f0-f’)Vs]}u ⑥其中第⑤式的情况在实际情况中不会出现，但是注意到两者相对运动时的第⑥式中出现了波源的运动速度Vs，这时就需要用第⑤式先求出波源的运动速度， 进而求出物体的运动速度。由上述推导公式可知，只要得到多普勒频移信号f-f0，即可求得物体的运动速度Vr。 1.2单片机 1.2.1单片机简介 单片机是一种集成在硅片上的电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

人教版八年级第一章速度计算超声波测速专题(部分有答案)

速度计算超声波测速专题 1如图（a），停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1?n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测 速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为秒，超声波在空 气中传播的速度为340米/秒，假设被测汽车沿直线匀速 行驶． （1）图b中每小格表示的时间是 s． （2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？ （3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？ （4）汽车的速度是多少m/s 2．高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。某次检测时，第一次发出信号到接收到超声波返回信号，用时，如图所示。第二次发出到接收到返回信号用时，两次发出信号时间间隔是1s。（假设超声波的速度为340m/s，且保持不变）求：（1）题目中被测汽车第一次接收到超声波时，汽车到超声波测速仪的距离S1是多少（2）被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少（3）被测汽车的速度是多大 3.如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中，P1、P2是测速仪先后发出的超声波信号，n1?n2分别是测速仪检测到的P1、P2经反射后的信号．设测速仪匀速扫描，P1与P2之间的时间间隔为秒，超声波在空气中传播的速度为340米/秒，则被测车的车速为（） A．20米/秒 B．25米/秒 C．30米/秒 D．40米/秒 4．交通部门常用测速仪检测车速。测速原理是测速仪前后两次发出并接受到被测车反射回的超声波信号，再根

有关超声波测速的几个典型练习题复习.doc

精品 文 档 有关超声波测速的几个典型题 1．如图所示，在京昆高速公路266 km 处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距355 m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急情况而急刹车，当B 接收到反射回来的超声波信号时，A 恰好停止，且此时A 、B 相距335 m ，已知声速为340 m/s 。 （1）求汽车刹车过程中的加速度； （2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km/h~110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速度是否合法？ 答案：（1）10m/s 2；（2）v 0 = 72 km/h ，合法。 解析：（1）根据题意，超声波和汽车运动过程的示意图，如图所示。 设超声波往返的时间为2 t ，汽车在 2 t 时间内，刹车的位移为2 22 1） （t a x ==20m 当超声波与A 车相遇后，A 车继续前进的时间为t ，位移为2 22 1at x ==5m 则超声波在2 t 内的路程为2×（335+5）m = 680 m ， 由声速为340 m/s ，得t = 1 s ，解得汽车的加速度a = 10 m/s 2 （2）由A 车刹车过程中的位移 a v x 22 = 解得刹车前的速度 v 0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内，是合法的。

2．在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号的时间差的变化，测出被测物体速度。下图甲中仪器A 和B 通过电缆线连接，B 为超声波发射与接收一体化装置，仪器A 能够将装置B 发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现固定装置B ，并将它对准直线匀速行驶的小车C 的尾部，使其每隔固定时间T 0发射一短促超声波脉冲，下图乙中幅度较大的波形。反射波（图乙中幅度较小的波形）滞后的时间已在图中标出，其中T 0和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0，求小车的速度大小。 \ 答案： T T Tv ?+?00 2 解析：超声波两次与汽车相遇时，汽车前进的距离为02 v T x ?=? 前进该距离所用时间为2 0T T t ?+=? 所以T T Tv t x v ?+?=??=002

超声波测速系统

题目：超声波测距系统 一、设计目的： 1、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。 2、掌握定时器、外部中断的设置和编程原理。 3、通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。 二、设计任务： 利用单片机及外围接口电路(显示接口电路)设计制作超声波测距仪器，用LED把测距仪距被测物的距离显示出来。 三、具体要求： 1.使用软件Proteus 7 Professional测试仿真调试，并在keil环境下编写程序并调试。 2.在面包板上进行初步仿真测试，设计好布线以及焊接排序。 3．在PCB板上焊接元器件电路，并进行测试得出实验结果。 四、设计原理 （一）硬件设计 1.超声波测距原理 超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波（一般为40KHz 的超声波）,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时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停止计时。超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即: S = v?△t /2

超声波测距仪原理框图 （1）单片机最小系统 单片机最小系统电路，由主控器STC89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机STC89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。 （2）晶振电路 位单片机提供时钟频率 （3）复位电路 复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。 总的电路图如下：

超声波流量计技术问题汇总

超声波流量计技术问题汇总 超声波流量计采用时差方式的测量原理，它利用探头发出的超声波在流动着的流体中的传播，顺流方向声波传播速度会增大，逆流方向则减小，在同一传播距离就有不同的传输时间，根据传输速度之差与被测流体流速之间的关系测出流体的流速。 ●什么情况下，采用插入式流量计？ 答：1）管道直径较大时； 2）有紧密衬时； 3）管结垢严重时； 4）管材为超声波的不良导体时； 5）外夹式探头达不到要求的信号强度或测量不稳定时。 ●管段式流量计为什么容易保持计量精度？ 答：1）机加工定型定位； 2）需输入的参数，均可准确测量； 3）可在流量装置上标定。 ●为什么时差式超声波流量计在小管径上标定好后无须在大管径上标定? 答：超声波流量计属速度式仪表，它测量的是管道中流体的平均流速V，在仪表中，将V 乘以管道的截面积A，就得到体积流量Q，即Q=V×A。在超声波流量计的技术指标中，其精度为流速的±0.5%，也说明了这一点，正因为超声波流量计为测速仪表，因此，它在多大规格的管道检定也就不重要了，因为在Q=V×A公式中，A为一个给定值（管道规格），而V 为一个仪表实测值，Q为一个计算量。关于对应的标准，可查阅ISO/TR12765-1998《封闭管道中流体流量测量-采用传播时间超声波流量计测量流量》。 ●多普勒流量计对气泡、颗粒的含量有什么要求？什么情况下影响测量精度? 答：1）在测量含颗粒的介质时，含气泡量不宜过多，否则影响数据飘且不稳定2）在运用多普勒原理测量时，被测介质的颗粒或悬浮物必须能代表流体流速，在管道能均匀分布，含量或多或少对流量都不会有太大影响。 ●多普勒流量计能测原油吗? 答：含一定气体或杂质的原油可测。 ●明渠流量计和不满管流量计的区别是什么? 答：1）明渠测量必须有标准的原始测量装置（如标准槽、堰），根据液位变化计算流量；2）非满管测量，适用比较广泛，对复杂多变的现场条件适用性比较强，测量时可根据流速及流体流经装置的截面来

高一物理利用超声波测车速 人教版

高一物理利用超声波测车速 1、图1—9中的A 是在高速公路上用超声测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号．根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度，图B 中P 1、P 2是测速仪发出的超声波信号，n 1、n 2分别是P 1、P 2由汽车反射回来的信号，设测速仪匀速扫描，P 1、P 2之间的时间间隔△t=1.0s ，超声波在空气中传播的速度v=340m/s ，若汽车是匀速行驶的，则根据图中可知，汽车在接收到P 1、P 2两个信号之间的时间内前进的距离是_________m ，汽车的速度是________m/s ． 图1 1．解：设测速仪扫描速度为v ′，因P 1、P 2在标尺上对应间隔为30小格，所以30 30v t '= =?格/s ． 测速仪发出超声波信号P 1到接收P 1的反射信号n 1．从图B 上可以看出，测速仪扫描12小格，所以测速仪从发出信号P 1到接收其反射信号n 1所经历时间12 0.4s t v '= =' ． 汽车接收到P 1信号时与测速仪相距1 168m 2 t S v ==声 ． 同理，测速仪从发出信号P 2到接收到其反射信号n 2，测速仪扫描9小格，故所经历时间29 0.3s t v = =' ．汽车在接收到P 2信号时与测速仪相距2251m 2t S v ==声． 所以，汽车在接收到P 1、P 2两个信号的时间内前进的距离△S=S 1－S 2=17m ． 从图B 可以看出，n 1与P 2之间有18小格，所以，测速仪从接收反射信号n 1到

超声信号P 2的时间间隔318 0.6s t v = =' ． 所以汽车接收P 1、P 2两个信号之间的时间间隔为12 30.95s 2 2 t t t t ?=++=． ∴汽车速度17.9S v t ?= =?m/s ． 2、利用超声波遇到物体发生反射，可测定物体运动的有关参量，图1—10（a ）中仪器A 和B 通过电缆线连接，B 为超声波发射与接收一体化装置，仪器A 和B 提供超声波信号源而且能将B 接收到的超声波信号进行处理并在屏幕上显示其波形． 现固定装置B ，并将它对准匀速行驶的小车C ，使其每隔固定时间T 0发射一短促的超声波脉冲，如图1—10（b ）中幅度较大的波形，反射波滞后的时间已在图中标出，其中T 和△T 为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v 0，根据所给信息求小车的运动方向和速度大小． 图2 2．解：从B 发出第一个超声波开始计时，经 2 T 被C 车接收．故C 车第一次接收 超声波时与B 距离102 T S v =． 第二个超声波从发出至接收，经T ＋△T 时间，C 车第二车接收超声波时距B 为 202 T T S v +?= ，C 车从接收第一个超声波到接收第二个超声波内前进S 2－S 1，接收第 一个超声波时刻12 T t =，接收第二个超声波时刻为202 T T t T +?=+ ． 所以接收第一和第二个超声波的时间间距为2102 T t t t T ??=-=+ ． 故车速0 021002222 C v T Tv S S v T T t T T ??-== =+??+?．车向右运动． A B (a )

有关超声波测速的几个典型题

有关超声波测速的几个 典型题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

有关超声波测速的几个典型题 1．如图所示，在京昆高速公路266 km 处安装了一台500万像素的固定雷达测速仪，可以准确抓拍超速车辆以及测量运动车辆的加速度．若B 为测速仪，A 为汽车，两者相距 355 m ，此时刻B 发出超声波，同时A 由于紧急情 况而急刹车，当B 接收到反射回来的超声波信号 时，A 恰好停止，且此时A 、B 相距335 m ，已知声速为340 m/s 。 （1）求汽车刹车过程中的加速度； （2）若该路段汽车正常行驶时速度要求在60km /h~110km/h ，则该汽车刹车前的行驶速度是否合法 答案：（1）10m/s 2；（2）v 0 = 72 km/h ，合法。 解析：（1）根据题意，超声波和汽车运动过程 的示意图，如图所示。 设超声波往返的时间为2 t ，汽车在 2 t 时间内，刹车的位移为 222 1）（t a x ==20m 当超声波与A 车相遇后，A 车继续前进的时间为t ，位移为222 1at x = =5m 则超声波在2 t 内的路程为2×（335+5）m = 680 m ， 由声速为340 m/s ，得t = 1 s ，解得汽车的加速度a = 10 m/s 2 （2）由A 车刹车过程中的位移 a v x 220= 解得刹车前的速度 v 0 = 20 m/s = 72 km/h 车速在规定范围内，是合法的。 2．在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉

如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图

如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图．测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，测出被测物体的速度．图b中P1、P2是测速仪发出的超声波，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号．设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔△t=0.8s，超声波在空气中传播的速度是v=340m/s，若汽车是匀速行驶的，则根据图b可知，图中每小格表示的时间是0.027秒，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是13.6米． 分析：由题意可知，P1、P2的时间间隔为0.8秒，根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值，即可求出图中每 小格表示的时间；以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值．可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间，即超 声波由发出到接收所需要的时间．从而可以求出超声波前后两次从测速仪汽车所用的时间，结合声速，进 而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离． 解答：解：P1、P2的间隔的刻度值为30个格，时间长为0.8秒，因此图中每小格表示的时间为t= 0.8s 30 =0.027s； 因为P1、n1之间间隔的刻度值为12，所以对应的时间为0.32秒；P2、n2之间间隔的刻度值9，所以对应 的这两点之间对应的时间为0.24秒． P1、n1之间的时间为超声波第一次从测速仪发出后遇到行进的汽车又回来所用的时间，所以超声波传播到 汽车所用的时间t1为0.16秒．由此可以求出汽车在接收到p1的信号时汽车与测速仪之间距离： S1=vt1=340m/s×0.16s=54.4m； 同理可求出汽车在接收P2信号时汽车与测速仪之间的距离：S2=vt2=340m/s×0.12s=40.8m． 由此可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离：S=54.4m-40.8m=13.6m． 故答案为0.027，13.6． 点评：本题综合考查速度和声波的计算，确定声音传播的时间是本题的难点，注意紧扣公式然后找出相关 物理量才是解答本题的关键．

超声波测速

专题：超声波测速 解题思路，牢牢抓住以下两点 1.时间的对称性 2.分析小车的运动过程 【典型例题】.为了防止汽车超速，现在公路各路段都装有测速仪，它发出超声波并能接受回声来监测汽车的速度，长江大桥西200米左右处就有一超声波测速仪，此路段限速60km/h，现有一辆汽车自东向西远离测速仪行驶，当汽车距离测速仪64m时，测速仪向其发射超声波后经0.4s后接受到回声，设当时气温下，声速为340m/s，请你帮助算出此车有没有超速？ 【变式1】为了监控车辆是否超过规定的最高车速，交通部常用测速仪来检测，若一汽车面向测速仪驶来，测速仪第一次从发出至接收到超声波信号用了0.4s，第二次从发出至接收到超声波信号用了0.3s，两次信号发出的时间间隔是1s，则被测汽车速度是多少?(设空气中超声波的速度为340m/s）

【典型例题】．在高速公路上常使用“超声波测速仪”测定车速，从而判断汽车是否超速行驶。“超声波测速仪”其实就是一种传感器，测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到信号的时间差的变化，测出被测物体速度。下图甲中仪器A和B通过电缆线连接，B为超声波发射与接收一体化装置，仪器A能够将装置B发出和接收到的超声波以脉冲波形显示在屏幕上。现固定装置B，并将它对准直线匀速行驶的小车C的尾部，使其每隔固定时间T0发射一短促超声波脉冲，下图乙中幅度较大的波形。反射波（图乙中幅度较小的波形）滞后的时间已在图中标出，其中T0和△T为已知量，另外还知道该测定条件下超声波在空气中的速度为v0，求小车的速度大小。 【变式1】如图a是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪发出并接收超声波脉冲信号。根据发出信号和接收反射信号间的时间差，测出汽车运动的速度。图b中，P1、P2是测速仪发出的超声波信号，n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描，P1、P2之间的时间间隔△t= 1.0s，超声波在空气中传播的速度是v= 340m/s。若汽车是匀速行驶的，则根据图2可知，汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是____________m，汽车的速度是___________m/s。（第二空保留三位有效数字）

超声波测速仪

1.如图示，用超声波测速仪能准确则定快速飞行的网球速度．测速过程中传播信息的超声波是由测速仪（选填“网球”或“测速仪”）发出的，超声波测速仪应用了超声波反射的特点；超声波测速仪的基本原理是回声测距 解：网球不会发出超声波，超声波由测速仪发出， 声和光一样能进行反射，反射到测速仪，测速仪接收，利用回声测距的原理来工作的．故答案为：测速仪；反射；回声测距． 2.交通部门常用测速仪来检测车速．测速原理是测速仪前后两次发出并接收到被测车反射回的超声波信号，再根据两次信号的时间差，测出车速，如图甲．某次测速中，测速仪发出与接收超声波的情况如图乙所示，x表示超声波与测速仪之间的距离．则该被测汽车速度是（假设超声波的速度为340米/秒，且保持不变）（） A．28.33米/秒B．13.60米/秒C．14.78米/秒D．14.17米/秒 2.【答案】D 【解析】第一个三角形图案表示，超声波从测速仪上发出，距离测速仪越来越远，所以图线斜向上，到汽车时，时间刚好是0.16s，然后再返回，波与测速仪的距离越来越近，故其图线斜向下，由此可计算出测速仪到汽车的距离为s1=0.16s×340m/s；同理，第二个三角形可表示，测速仪到汽车的距离为 s2=0.12s×340m/s；故两次汽车前进了△s=s1－s2=0.16s×340m/s－0.12s×340m/s=13.6m；中间间隔的时间是从0.16s时刻到1.12s时刻，故时间为△t=1.12s－0.16s=0.96s；故汽车的速度为 v==14.17m/s。 考点：速度的计算。 3.公路边的超声波测速仪在不停地测过往车辆的速度，但是司机却听不到测速仪发出的声音，这是因为（） A．公路上过往车辆太多，噪声太大，压住了超声波测速仪发出的声波 B．超声波的频率在20Hz以下，人不能感知 C．超声波的频率在20000Hz以上，人不能感知 D．有汽车玻璃窗隔着，听不到

超声波测车速练习

超声波测车速练习标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]

超声波测车速 1如图（a），停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信 号间的时间差，就能测出车速．在图（b）中， P 1、P 2 是测速仪先后发出的超声波信号，n 1 n 2 分别 是测速仪检测到的P 1、P 2 经反射后的信号．设测 速仪匀速扫描，P 1与P 2 之间的时间间隔为秒，超 声波在空气中传播的速度为340米/秒，假设被测汽车沿直线匀速行驶． （1）图b中每小格表示的时间是 s． （2）测速仪第一次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？ （3）测速仪第二次发出的信号到被测汽车收到时，汽车距测速仪的距离是多少？ （4）汽车的速度是多少m/s 2．高速公路上常用超声波测速仪来测量汽车速度。某次检测时，第一次发出信号到接收到超声波返回信号，用时，如图所示。第二次发出到接收到返回信号用时，两次发出信号时间间隔是1s。（假设超声波的速度为340m/s，且保持不变）求：（1）题目中被测汽车第一次接收到超声波时，汽车到超声波测速仪的距离S1是多少（2）被测汽车两次接收到超声波的距离差S3是多少（3）被测汽车的速度是多大 3.如图（a）所示，停在公路旁的公安巡逻车利用超声波可以监测车速：巡逻车上测速仪发出并接收超声波脉冲信号，根据发出和接收到的信号间的时间差，就能测出车速．在图 （b）中，P 1、P 2 是测速仪先后发出的超声波信号，n 1 n 2 分别是测速仪检测到的P 1 、P 2 经反 射后的信号．设测速仪匀速扫描，P 1与P 2 之间的时间间隔为秒，超声波在空气中传播的速 度为340米/秒，则被测车的车速为（）