传感器与测试技术课程设计1
国家开放大学-传感器与测试技术课程设计(实验成绩)
传感器与测试技术课程设计随着计算机技术、信息技术的发展，信息资源的获取与信息的转换愈来愈引起人们的高度重视。
传感器与测试技术作为信息科学的一个重要的分支，与计算机技术、自动控制技术和通信技术一起构成了完整的信息技术学科，在信息技术领域具有不可替代的作用，以传感器为核心的测试系统已广泛地应用于工业、农业、国防和科学研究等领域。
在军事上，传感器与测试技术已经成为高技术武器装备发展的关键。
在装备性能检测、控制、故障诊断维修，以及战场目标探测、战场生化、环境探测等方面得到广泛应用，因此，许多高校都将《传感器与测试技术>作为工科专业学生的必修课程，也有多个专业开设了该门课程。
上课学生数量多，教学时数在36学时左右。
如何进一步完善基础教学内容、改革教学方法，增加装备应用特色，提高学生的实践与创新能力，已成为任课教师考虑的主要问题。
十分有必要根据学生的培养目标，以及传感器与测试技术的发展趋势，从教学理念、教学目的、课程和实验内容等方面进行优化设计。
一、课程教学理念与目标在工程技术领域，传感与测试过程是利用物质的物理、化学和生物效应，从客观事物对象中提取有关信息的感知和认识过程，属于信息科学中信息获取的范畴。
“工欲善其事，必先利其器”，传感器与测试技术作为人类认识客观事物特性、掌握其内在规律的主要手段，在认识世界、改造世界的过程中具有重要的作用，已成为信息时代的关键技术之一。
所以应能从哲学高度认识传感器与测试在信息获取和预处理过程中作用地位，树立“广义测试”的理念。
在教学内容的组织上，首先从了解传感器与测试技术在现代工业领域的作用地位为出发点，掌握传感器与测试过程的基本静动态特性和技术指标。
然后以实现位移、振动力、温度、流量等常见物理量的测量为目标，深入介绍电阻、电容、电感、热电、光电等传感器的工作原理和测量方法。
并结合武器装备中常用的微光、红外探测器件，详细介绍其构成原理，以突出本课程的军事应用特色。
通过开设验证型、设计型实验，提高学生对本课程的学习兴趣，激发他们的实践和创新意识。
传感器与测试技术教案 第一章 绪论
第一章绪论1课程简介【引题，作为整门课程的开始，开篇引题要能抓住学生兴趣】设计1：带几个机器人去教室，演示机器人功能，以其中一个机器人（排雷机器人）为例，提问：以这个排雷机器人为例，分析一下它具体实现了哪些功能？首先，当地面有雷的时候，它能够“看”到。
然后，它能将“看”到的信息，通过它的“神经”，也就是这些数据线，传达给它的“大脑”。
它的大脑就做出反应：此处有雷。
引出：这其实也就是我们这门课程中，主要研究的问题：怎样让一个系统去感知它周围的世界，然后，把它所感知到的信息，传递给它的大脑，来完成相应的系统任务。
（接课程内容）提到武器测试技术这个名词，我们可能都不陌生，我们在很多新闻、书籍、电影乃至动画片当中，都见到过关于武器测试技术的片段（图1.1 武器测试技术应用）。
如果我们把研究的对象放宽，那测试技术可以说遍布我们身边的方方面面（图1.2 测试技术的应用）。
仔细看一看这些系统我们能够发现，它们的基本任务大体一致：将研究目标的相关信息检测出来，再传输给系统，来完成相应的系统任务。
1.1课程内容也就是说，我们这门课当中的主要内容：1、是系统感知世界的感官，也就是传感器。
2、是我们怎样利用这些感官，以及这些感官所感知到的信息（测试技术）。
3、最后，我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。
图1.3 课程内容及学时安排我们这门课的主要内容，就一起来学习一下，作为一个电气系统，它们用什么来感知外界的信息（传感器），又如何对感知到的信息加以处理，并应用到系统中去的（测试技术），最后，我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。
1.1.1章节内容1.1.2学时安排1.2课程特点1.2.1涉及范围广传感器部分物理电路模拟电路测试技术部分信号与系统电路模拟电路自动控制原理单片机原理1.2.2知识点零散1.2.3贴近工程应用1.3学习要求1.3.1课上：认真听讲、记好笔记1.3.2课后：按时、独立完成作业1.3.3实验：充分预习，勇于实践1.4参考书目1.4.1《传感器与检测技术》魏学业主编人民邮电出版社1.4.2《传感器与自动检测技术》张玉莲主编机械工业出版社1.4.3《现代传感器技术》徐群和主编科学出版社1.4.4《传感器与的检测技术》李增国主编北京航空航天大学出版社1.4.5《MATLAB基础与应用教程》蔡旭晖等著人民邮电出版社1.4.6《LabVIEW程序设计基础》德湘轶主编清华大学出版社2产生背景【引题】这门学科是如何产生的呢？我们已经知道，这是一门主要研究传感器原理和使用方法的学科，那么，这门学科是怎样产生的呢？2.1生物能够感知外界信息人们从很早就知道，生物，可以通过视觉、听觉、味觉等形形色色的感官感知我们周围的世界（图1-4~图1-6）。
传感与测试技术课程设计
传感与测试技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握传感与测试技术的基本原理、方法和应用，提高学生的科学素养和创新能力，培养学生的实践能力和团队合作精神。
知识目标：了解传感器的分类、原理和性能，掌握常见传感器的使用和测试方法，理解测试信号的处理和分析技术。
技能目标：能够独立完成传感器的选型、安装和调试，掌握测试信号的采集、处理和分析，具备简单的传感系统设计和应用能力。
情感态度价值观目标：培养学生对传感与测试技术的兴趣和热情，提高学生对科学探索的积极性和主动性，培养学生的人文素养和社会责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括传感器原理、测试信号处理和传感系统应用三个方面。
1.传感器原理：包括温度传感器、压力传感器、流量传感器、位移传感器等常见传感器的原理和性能。
2.测试信号处理：包括信号的采样、滤波、转换和分析等基本方法，以及信号处理软件的使用。
3.传感系统应用：包括传感系统的设计、调试和优化，以及传感技术在实际工程中的应用案例。
三、教学方法本课程的教学方法包括讲授法、案例分析法、实验法和讨论法。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握传感器原理、测试信号处理和传感系统应用的基本知识。
2.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解传感技术在工程中的应用和价值。
3.实验法：通过动手实验，使学生掌握传感器的使用和测试方法，提高学生的实践能力。
4.讨论法：通过分组讨论，培养学生的团队合作精神和创新能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、实验设备、多媒体资料和网络资源。
1.教材：选用国内权威出版的《传感与测试技术》教材，作为学生学习的基本参考书。
2.实验设备：配备传感器实验箱、信号处理器等实验设备，为学生提供动手实践的机会。
3.多媒体资料：制作PPT、视频等多媒体资料，丰富学生的学习体验。
4.网络资源：引导学生利用网络资源，了解传感技术的最新发展和应用。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业、考试和平时成绩四个方面，以全面客观地评价学生的学习成果。
传感器设计与测试课程设计
传感器设计与测试课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解传感器的定义、分类和工作原理，掌握不同传感器在工程实践中的应用。
2. 学生能掌握传感器设计与测试的基本步骤，了解传感器性能参数及其影响。
3. 学生能了解传感器在智能化系统中的重要作用，理解传感器技术的发展趋势。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识设计简单的传感器电路，进行传感器测试实验，并分析测试数据。
2. 学生能够运用传感器解决实际问题，提高创新能力和动手操作能力。
3. 学生能够通过团队合作，进行传感器设计与测试的实践活动，提高沟通与协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对传感器技术研究的兴趣，提高科学探究精神。
2. 学生能够认识到传感器技术在现实生活中的广泛应用，增强技术改变生活的意识。
3. 学生能够树立正确的价值观，关注传感器技术的发展对环境和社会的影响，培养责任感和使命感。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，旨在通过传感器设计与测试的实践活动，提高学生对物理知识的实际应用能力。
学生特点：高二年级学生对物理知识有一定的了解，具备基本的电路知识和实验操作能力，对新技术感兴趣，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点和课程性质，课程目标应注重理论与实践相结合，强调学生的动手实践能力和创新能力。
通过分解课程目标为具体的学习成果，使学生在实践中掌握知识，提高技能，培养情感态度价值观。
后续教学设计和评估将围绕这些具体学习成果展开。
二、教学内容1. 传感器基础知识- 传感器的定义、分类和工作原理- 传感器性能参数及其影响- 传感器在智能化系统中的应用2. 传感器设计与测试方法- 传感器设计与测试的基本步骤- 传感器电路的设计与搭建- 测试数据的采集、处理与分析3. 实践操作与案例分析- 设计简单的传感器电路，如温度传感器、光敏传感器等- 进行传感器测试实验，分析实验数据- 分析实际案例，了解传感器技术在生活中的应用4. 传感器技术发展趋势与前景- 传感器技术的发展趋势- 新型传感器及其应用领域- 传感器技术在环境保护、智能制造等方面的作用教材章节关联：本教学内容与教材中“传感器及其应用”章节相关。
传感器与测试技术课程设计
传感器与测试技术课程设计传感器与测试技术是现代工程技术中的重要组成部分，广泛应用于各个领域。
传感器是一种能够感知和测量某种特定物理量的装置，而测试技术则是利用各种手段对传感器进行验证、校准和评估的过程。
本文将从传感器和测试技术的基本概念、应用领域、发展趋势等方面进行探讨。
一、传感器的基本概念传感器是一种将感知到的物理量转化为可用电信号或其他形式输出的装置。
它可以感知温度、湿度、压力、光照强度、声音等各种物理量，并将其转化为电信号传递给其他设备。
传感器的种类繁多，包括光电传感器、温度传感器、压力传感器、加速度传感器等。
每种传感器都有其特定的工作原理和适用范围。
二、传感器的应用领域传感器广泛应用于各个领域，如工业制造、交通运输、环境监测、医疗健康等。
在工业制造中，传感器可以用于监测生产过程中的温度、压力、流量等参数，实现自动化控制。
在交通运输领域，传感器可以用于车辆的安全监测，如制动系统、轮胎压力等。
在环境监测中，传感器可以用于检测空气质量、水质污染等。
在医疗健康领域，传感器可以用于监测患者的心率、血压等生理参数。
三、传感器的发展趋势随着科技的不断发展，传感器也在不断创新和进步。
首先，传感器的尺寸越来越小，体积更加紧凑，便于集成到各种设备中。
其次，传感器的精度和灵敏度不断提高，可以实现更加准确的测量和感知。
再次，传感器的功耗越来越低，可以实现长时间的运行和续航。
此外，传感器的通信方式也在不断改进，如无线传输和互联网连接，使得传感器的数据可以实时传输和共享。
四、测试技术的作用和方法传感器的测试是保证其性能和可靠性的重要环节。
测试技术主要包括传感器的验证、校准和评估。
首先，传感器的验证是指通过一系列测试和实验验证传感器是否满足设计要求和规范。
其次，传感器的校准是指通过与已知标准进行比较，调整传感器的输出信号，使之与实际值保持一致。
最后，传感器的评估是指对传感器的性能进行综合评估，如灵敏度、响应时间、稳定性等。
传感器与测试技术课程设计
传感器与测试技术课程设计课程背景随着科技的不断进步，各行各业对于质量以及精度要求都越来越高，而传感器与测试技术则是近几年来在这个领域中应用最为广泛的技术之一。
本课程旨在介绍传感器及测试技术的基本原理和应用，让学生掌握常见的传感器类型以及测试方法，培养学生的工程实践能力。
教学目标•了解传感器的基本结构、特点及应用场景；•掌握传感器信号采集及处理方法；•熟悉传感器测试原理及测试系统的搭建方法；•能够进行传感器性能测试和优化；•能够利用传感器设计和实现基本测量系统。
教学内容1.传感器基本原理–传感器的定义及分类–传感器的基本结构和特点–传感器信号的采集与处理–数据采集系统的搭建方法2.常见传感器的应用–光学传感器–电化学传感器–生物传感器–气体传感器–压力传感器–温度传感器–湿度传感器–加速度传感器3.传感器测试方法–传感器性能测试和指标–传感器应力测试和寿命测试–传感器信号检测方法–传感器校准方法和流程4.基本测量系统设计–传感器信号放大及滤波电路设计–基本测量系统设计流程–数据采集软件开发教学方法本课程注重理论与实践的结合，采用以下教学方法：1.讲授课程内容和原理，并且提供相关实例；2.指导学生设计并实现实际的传感器测试系统；3.组织实验演示和实验报告，以检验学生的掌握情况；4.提供课程资料和练习题，保证学生的学习质量。
实验设计作为本课程的重点内容，实验环节将涵盖常见传感器的测试和优化，具体实验内容如下：1.传感器性能测试–利用自行设计的测试平台，测量不同类型传感器的精度、线性度、静态失调、温度漂移等各项指标；–比较不同类型传感器的性能，了解其中优缺点，并进行性能优化。
2.传感器应力测试–同样利用自行设计的实验装置，模拟不同的应力情况，如弯曲、拉伸等情况下，测量传感器的响应和寿命；–通过对比，分析不同材质传感器的使用情况及优化方法。
3.基本测量系统设计–设计并实现基本测量系统，包括传感器信号放大和滤波，采样和存储等；–从实验中了解不同的放大和滤波电路，对不同的信号进行处理的方法。
传感器与检测技术课程设计1
广州市广播电视大学传感器与检测技术课程设计课题命名：路灯控制器的设计专业名称：机械设计制造及其电动化学生姓名：指导老师：班级：12机械本3013年 6 月21 日目录序言 (1)一、课程设计的目的 (1)1、课程设计的要求 (1)二、设计分析 (1)三、设计原理及电路图 (2)3、1电源电路设计 (2)3、2光声控制电路设计 (3)3、3延时电路设计 (4)3、4开关电路设计 (5)3、5照明电路设计 (5)3、6整体电路设计 (6)四、总体性能完善措施 (7)五、心得体会 (7)六、参考文献 (8)一、序言目前很多城市路灯控制系统多数处于人工管理的状态，使路灯管理和维护成本加大。
为此，本次设计提出一种新的路灯控制器方案，通过光敏电阻检测自然光强度，自动切换路灯的开关状态，大大减少路灯管理、维护的费用，同时降低电能的不必要损耗。
1.1 课程设计的目的本次设计的目的就是在掌握传感器的基本应用，并且能够联系其他元件设计出成品，进行理论与实际的结合，提高应用计算机软件的有关设计能力，提高分析、解决实际问题的能力。
1.2 课程设计的要求及要求（1）天黑时灯亮，利用光敏二极管的阻值变化，控制可控硅的导通；（2）天亮时，利用光敏二极管的阻值变小，控制可控硅的断路，使灯熄灭；（3）或用继电器控制灯的开、关；（4）引入声控，晚上光线较暗，有声音时路灯点亮，声音消失后延长（白天即使有声音也灯也不亮）。
二、设计分析使用光照强度作为传感器，目前最为常用且性价比较高的就是光敏电阻，利用其光线较强时，电阻值较低，而光线较暗时则电阻较大的特点，利用电桥，可将光线信号转换成电信号，再通过电压比较器等方式，可以有效地完成控制需要。
这类设计中，只要能将光线信号取出，整个设计也便完成了大半，至于控制部分的设计，可采用继电器输出，这样就算驱动较大的路灯负载，只需再加接触器便可完成。
至于声控部分，可以在电路中加入一个麦克风（mic），感知外界声音的大小，再通过硬件转化成电信号，最终控制灯的亮灭。
传感器与测试技术教案
传感器与测试技术教案一、教学目标1.了解传感器的基本概念和分类；2.掌握传感器的工作原理和特点；3.掌握传感器的应用领域和相关测试技术；4.实践操作传感器的测试技术。
二、教学内容1.传感器的基本概念和分类1.1传感器的定义和作用1.2传感器的分类与特点2.传感器的工作原理和特点2.1传感器的工作原理介绍2.2传感器的特点和性能指标分析3.传感器的应用领域和测试技术3.1传感器在工业自动化领域的应用3.2传感器在环境监测领域的应用3.3传感器在医疗健康领域的应用3.4传感器在农业领域的应用3.5传感器在智能家居领域的应用3.6传感器相关测试技术介绍4.实践操作传感器的测试技术4.1传感器测量系统的搭建4.2传感器信号的处理与分析4.3传感器测试和校准方法4.4传感器测试仪器和设备的使用三、教学方法1.理论讲授：通过课堂讲解传感器的基本概念、工作原理和应用领域，让学生掌握相关的理论知识。
2.案例分析：结合实际案例，分析传感器在不同领域的具体应用和测试技术，激发学生的兴趣和参与度。
3.实践操作：组织学生进行传感器的测试技术实践操作，锻炼学生的实际操作能力和解决问题的能力。
4.讨论交流：鼓励学生在课堂上提问和发表观点，启发学生思考和互相学习。
四、教学过程1.引入：通过引入一些实际案例，让学生了解传感器的基本概念和作用。
2.讲解传感器的基本概念和分类，让学生了解传感器的种类和特点。
3.介绍传感器的工作原理和特点，让学生了解传感器的工作原理和性能指标。
4.通过案例分析，介绍传感器在不同领域的应用和测试技术。
5.组织学生进行传感器的测试技术实践操作，让学生掌握传感器的测试方法和工具的使用。
6.总结与评价：对本节课的学习内容进行总结和评价，鼓励学生提出自己的观点和疑问。
五、教学评估1.课堂讨论中，学生能够积极参与，提出问题并发表观点。
2.实践操作中，学生能够独立搭建传感器测量系统，进行传感器的测试和校准。
3.学生能够正确运用传感器测试技术，分析传感器信号并进行处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
传感器与测试技术课程设计题目超声波测距系统设计学校四川广播电视大学专业机械设计制造及其自动化班级 135100083012502姓名陈康峰学号1351001223255指导教师熊纪宇完成时间 2014年4月18号目录一、课程设计目的 (2)二、课程设计题目 (2)三、课程设计内容及要求 (2)1、设计内容 (2)2、设计要求 (2)四、传感器工作原理 (2)五、系统框图 (4)六、单元电路设计原理 (4)1、LED显示电路与键盘控制电路设计 (4)2、超声波发射电路设计 (5)3、超声波接收电路设计 (7)4 、串口通信与蜂鸣器电路设计 (8)七、软件设计与系统调试 (9)1、主程序流程图 (10)1.1发射程序与接收流程图 (10)1.2 中断子程序及流程图 (11)1.3 距离计算与显示子程序 (12)八、设计中的问题及解决方法 (13)九、参考文献 (14)一、 课程设计目的通过《传感器及检测技术》课程设计，掌握传感器及检测系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。
进一步理解传感器及检测系统的设计和应用。
二、 课程设计题目：超声波测距系统设计三、课程设计内容及要求1、设计内容采用40KHz 的超声波发射和接收传感器测量距离。
可采用发射和接收之间的距离，也可将发射和接收平行放在一起，通过反射测量距离。
功能：1）LED 数码管显示测量距离，精确到小数点后一位（单位：cm ）。
2）测量范围：30cm ～200cm ，3）误差＜0.5cm 。
4）其它。
2、设计要求1）掌握传感器的工作原理及相应的辅助电路设计方法。
2）独立设计原理图及相应的硬件电路。
3） 设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。
并附上详细的原理图四、传感器工作原理超声波发生器内部结构有两个压电晶片和一个共振板。
当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。
反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，就成为超声接收波换能器。
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 ，测距原理如图2-1所示，距离公式为s=ct/2，其中c 为声速。
通过测量发射与接受装置之间的距离h ， 利用直角三角形可求得222/h s d ）（-=。
因为s 》h ，则d=s ，d=s= ct/2。
本测量电路采用第二种方案。
图4-1 测距原理图在空气中，常温下超声波的传播速度是334米/秒，但其传播速度v易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响，其中受温度的影响较大，如温度每升高1℃，声速增加约0.6米/秒。
声速与温度关系如表4-2所示。
因此在测距精度要求很高的情况下，应通过对温度补偿的方法对传播速度加以校正。
已知现场环境温度T时，超声波传播速度V的计算公式可近似如下：V=331.5+0.607T这样，只要测得超声波发射和接收回波的时间差t以及现场环境温度T，就可以精确计算出发射点到障碍物之间的距离。
表4-2声速与温度关系表：五、系统框图接收六、单元电路设计原理1、LED显示电路与键盘控制电路设计显示器是一个典型的输出设备，而且其应用是极为广泛的，几乎所有的电子产品都要使用显示器，其差别仅在于显示器的结构类型不同而已。
最简单最直观的显示器可以使用LED 发光二极管，而复杂的教完整的显示器应该是CRT监视器或者屏幕较大的LCD液晶屏。
综合课题的实际要求，由于只需显示距障碍物的距离，因此选用LED数码管，通过单片机编程实现显示。
动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。
其接口电路是把所有显示器的8个笔划断a—dp同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立的受I/O线的控制。
CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。
而所谓动态扫描就是指我们采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。
在轮流点亮过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非人同时点亮，但只是扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。
采用静态扫描方式控制点亮LED数码管无位选信号，各数码管是同时点亮的，每个数码管显示数码的笔划信息也分路同时送给，其原理比较简单。
静态扫描显示编程容易，显示比较清晰，亮度一般较高，但要求占用很多I/O接线口和增用不少硬件芯片，成本较高。
因此，我采用动态扫描。
设计的显示电路采用4位一体八段共阴极数码管显示，段码直接由单片机的P0口来驱动，因为P0口的内部无上拉电阻，需在外部接上拉电阻；位码则通过4个NPN型三极管来驱动，同时接单片机P2口。
显示电路如图6-1所示。
图6-1显示电路在外围的键盘控制电路中，设置了四个独立按键，分别与单片机的P3.4~P3.7相连，当按下S1时，启动超声波发射，开始测距；当按下S2时，停止发射超声波，即停止测距；S3为报警开关，当测量到距离过近时，蜂鸣器电路发出警告，此时按下S3键，即可停止报警，S4为预留出来的按键，当需要的时候可以实行编程控制。
电路设计如图6-2所示。
图6-2 键盘控制电路2、超声波发射电路设计超声波的发射和接收是由超声波换能器来完成的，也就是我们俗称的探头。
超声波的发射与接收可采用一体式的或独立式的，但是一体式的盲区问题比较严重，所以本次设计选择发射和接收探头分开的，具体将采用超声波发射换能器TCT40-16BT和超声波接收换能器TCT40-16BR。
命名规则：●型号：TCT40-16BT或（R）●类别：TC—压电陶瓷超声波传感器；T—通用性；T—发射/R—接收●外径：－16代表Φ16mm●外壳材料：铝●外壳颜色：银色具体参数：●中心频率：40.0kHz±1.0 kHz●输出电压: ≥115dB●接收灵敏度：≥-65dB●静电容量：2000pF±20%●指向角：80°●工作温度: -20～+70℃超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，而以压电式最为常用。
压电型超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷，它是利用压电材料的压电效应来工作的：逆压电效应将高频电振动转化成高频机械振动，从而产生超声波，可作为发射探头；而利用正压电效应，将超声振动波转化为电信号，可作为接收头。
超声波发射电路，是为了让超声波发射换能器TCT40-16BT能向外界发出40 kHz左右的方波脉冲信号。
40 kHz左右的方波脉冲信号的产生通常有两种方法：采用硬件如由555振荡产生或软件如单片机软件编程输出，本系统采用后者。
编程由单片机P1.0端口输出40 kHz 左右的方波脉冲信号，由于单片机端口输出功率不够，40 kHz方波脉冲信号分成两路，一路经一级反相器后送到超声波换能器的一个电极；另一路经两级反相器后送到超声波换能器的另一个电极。
用这种推挽形式将方波信号加到超声波换能器的两端，实际上构成了一个桥式电路，输入与输出的相位图如图3-4所示，再加上输出端上拉电阻R3，R4，一方面可以提高反向器MC14069UB输出高电平的驱动能力，另一方面可以增加超声换能器的阻尼效果，缩短其自由振荡的时间。
发射电路如图6-3所示。
图6-3超声波发射电路3、超声波接收电路设计上述TCT40-16BT发射的在空气中传播，遇到障碍物就会返回，超声波接收部分是为了将反射波(回波)顺利接收到超声波接收换能器TCT40-16BR进行转换变成电信号，并对此电信号进行放大、滤波、整形等处理后，这里用索尼公司生产的集成芯片CX20106，得到一个负脉冲送给单片机的P3.2(INT0)引脚，以产生一个中断。
CX20l06A是日本索尼公司生产的红外接收芯片，也适用于超声波接收。
其采用单列8脚直插式，超小型封装。
+5V供电。
以下是CX20l06A的引脚注释：1脚：超声波信号输入端，该脚的输入阻抗约为40k Ω 。
2脚：该脚与GND之间连接RC串联网络，它们是负反馈串联网络的一个组成部分，改变它们的数值能改变前置放大器的增益和频率特性。
增大电阻R或减小C，将使负反馈量增大，放大倍数下降，反之则放大倍数增大。
但C的改变会影响到频率特性，一般在实际使用中不必改动，推荐选用参数为R=4.7 Ω ，C=3.3 μ F。
3脚：该脚与GND之间连接检波电容，电容量大为平均值检波，瞬间相应灵敏度低；若容量小，则为峰值检波，瞬间相应灵敏度高，但检波输出的脉冲宽度变动大，易造成误动作，推荐参数为3.3μ F。
4脚：接地端。
5脚：该脚与电源端VCC接入一个电阻，用以设置带通滤波器的中心频率fn，阻值越大，中心频率越低。
例如，取R=200kΩ时，f0≈42kHz，若取R=220kΩ，则中心频率f0≈38kHz。
6脚：该脚与GND之间接入一个积分电容，标准值为330pF，如果该电容取得太大，会使探测距离变短。
7脚：遥控命令输出端，它是集电极开路的输出方式，因此该引脚必须接上一个上拉电阻到电源端，该电阻推荐阻值为22k Ω ，没有接收信号时该端输出为高电平，有信号时则会下降。
8脚：电源正极，4.5V～5V。
接收部分的电路如图6-4所示。
图6-4 超声波接收电路可以看到，集成芯片CX20106在接收部分电路中起了很大的作用。
CX20106是一款应用广泛的红外线检波接收的专用芯片，也适用于超声波，其具有功能强、性能优越、外围接口简单、成本低等优点，由于红外遥控常用的载波频率38 kHz与测距的超声波频率40 kHz 比较接近，而且CX20106内部设置的滤波器中心频率f0可由其5脚外接电阻调节，阻值越大中心频率越低，范围为30～60 kHz。
故本次设计用它来做接收电路。
CX20106内部由前置放大器、限幅放大器、带通滤波器、检波器、积分器及整形电路构成。
工作过程如下：接收的回波信号先经过前置放大器和限幅放大器，将信号调整到合适幅值的矩形脉冲，由滤波器进行频率选择，滤除干扰信号，再经整形，送给输出端7脚。
当接收到与CX20106滤波器中心频率相符的回波信号时，其输出端7脚就输出低电平，而输出端7脚直接接到SST89E564的INT0引脚上，以触发中断。
若频率有一些误差，可调节芯片引脚5的外接电阻R7，将滤波器的中心频率设置在40 kHz，就可达到理想的效果。
4 、串口通信与蜂鸣器电路设计由于MCS—51使用的是正逻辑的TTL电平，为了达到电平匹配，在MCS—51组成系统板上的RS口必须经电平转化后输出，可以使用美信MAX232ECA芯片，外围电路非常简单，只需要4个0.1μF的电容器，可以实现与计算机的通信，电路如图6-5所示。