超声波测距在机车车钩高度检测中的应用研究

摘要

机车车辆在进行段修时，必须保证车钩中心线距铁轨上表面的垂直高度在一定的范围之内。针对目前我国手工检测效率低、易出错、操作不便的缺点，本文设计了一种以SPCE061A微控制器为主控单元的便携式超声波测距装置，来实现车钩高度的自动化检测。它是利用超声波在空气中传播遇障碍物返回的原理研制而成的，具有非接触、高精度、价格低廉、使用方便等优点。 本文详细介绍了超声波的基本理论及测距的工作原理，结合课题的特点，提出了几种测量方案，并且分析了每种方案的误差和优劣。整个系统以实用、稳定、可靠为最终设计目标。文中就可能影响本系统测量精度的因素和干扰进行了详尽的分析并给出了相应的解决措施。在保证实现基本功能的基础上，尽量优化硬件和软件设计。考虑到温度是影响测距精度的主要因素，系统中增加了温度补偿电路。为了方便数据的进一步处理，硬件中还增加了USB通讯接口电路。 软件设计采用了模块化程序设计思想，本文中给出了全部软件的流程图及部分程序。为了避开超声波从发射探头直接到接收探头的那一段“敏感时间”，采用了“延时接收”的方法；数据处理中，采用了去极值平均滤波的数字滤波方法，有效地抑制了随机干扰及脉冲干扰，增加了系统的稳定性，提高了测量精度。 最后，研制出了实验样机，并对实验样机进行调试、实验，得出了实验结果及结论，本系统完全满足车钩高度测量的要求。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章超声波测距的基本理论及测量方案的选择

第三章系统硬件电路设计

第四章系统软件设计与开发

第五章实验样机调试及实验结果

第六章总结和展望

致谢

参考文献

个人简历在读期间发表的学术论文

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