具有无线收发功能的超声波液位测量仪的设计

摘要

超声波液位测量仪是众多液位测量中发展较快、应用较多的一种液位测量仪表。超声波测距技术具有非接触、高精度、价格低、使用方便等优点，现已广泛应用于工业生产、医学检查、日常生活等领域。但传统的超声波测距精度一般较低，而且不利于一些工业现场实现实时观测，因此本文针对这些不足，设计了一种基于MSP430单片机的具有无线收发功能的超声波测距仪表。
　　本文阐述了利用MSP430F149作为主控芯片的超声波测距的基本原理，设计开发了一个具有无线收发功能的超声波测距仪表，适合复杂环境安装应用。设计的测量仪是以提高系统稳定性、测量精度，能够实现数据实时传输为目的的。为了提高测量精度和系统的抗干扰性等性能，设计中采用了一系列的改进措施，如选用了合适的元器件、采用了合适的电路布局和布线等来抗干扰，采用了200 kHz的高频超声波换能器、增加了温度补偿电路来降低温度变化对测距精度产生的影响等。
　　文章中给出了设计方法和系统框图。该系统包含脉冲发射电路，接收电路，温度补偿电路和相应的控制电路。采用nRF905无线收发芯片，实现数据的实时开路传输。实验结果表明该仪表提高了超声波测距的测量精度、可靠性高，可满足工业现场使用。

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第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 液位测量仪的研究现状

1.3 液位测量仪表的发展趋势

1.4 课题研究目的及其可行性

1.5 本课题研究的内容

第2章 超声波测量仪原理

2.1 超声波的基本特性

2.2 超声波测距原理

2.3 超声波传感器介绍

2.4 本章小结

第3章 系统硬件设计

3.1 硬件系统构成

3.2 电路设计需注意的问题

3.3 减少系统的盲区措施

3.4 发射电路

3.5 接收电路

3.6 测温电路

3.7 电源电路

3.8 显示电路

3.9 数据传输电路

3.10 本章小结

第4章 系统软件设计

4.1 软件开发环境简介

4.2 软件抗干扰措施

4.3 软件系统整体设计

4.4 各个功能模块的软件设计

4.5 本章小结

第5章 实验

5.1 实验结果

5.2 误差分析

5.3 本章小结

结论

附录1

附录2

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

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