倒车雷达中传感器用压电陶瓷元件
倒车雷达探测范围测量方法及准确度分析
倒车雷达探测范围测量方法及准确度分析崔晓川;邹博维;孙明【摘要】提出一种测量倒车雷达探测范围的方法,利用激光器、激光测距仪及三坐标测量机结合超声波雷达的原理,通过光滑拟合雷达最远探测点的方式,可视化显示倒车雷达探测范围,经过试验验证该方法的测量准确度为2％.最后利用该方法确定倒车雷达在视野盲区内为不同障碍物提供的有效探测范围.该文通过将整车上的倒车雷达复制到台架上的方式测量倒车雷达的探测范围,为国内尚不明确的倒车雷达测量范围测试标准提供参考.【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】4页(P42-45)【关键词】视野盲区;倒车雷达探测范围;可视化探测区域;超声波雷达【作者】崔晓川;邹博维;孙明【作者单位】中国汽车技术研究中心,天津300300;中国汽车技术研究中心,天津300300;中国汽车技术研究中心,天津300300【正文语种】中文随着汽车行业的飞速发展，人们对汽车的需求不再局限于简单的代步功能，汽车安全问题得到越来越多的重视。
近年来倒车事故频发，其主要原因是驾驶员视野中存在盲区。
借助于声光电技术的飞速发展，超声波雷达测距已经广泛应用在各个行业，现在国内对提升超声波测距准确度也在做大量的研究［1］。
倒车雷达能够为驾驶员提供有效的盲区信息，避免倒车事故的发生［2］。
目前，倒车雷达的探测范围、稳定性和捕捉速度等特性均有很大提升［3］，不断地为驾驶员提供更安全的信息。
目前，国内涉及车辆后视野的标准仅有GB 15084——2013《机动车辆间接视野装置性能和安装要求》［4］，其中主要针对汽车内后视镜、外后视镜、广角外视镜、补盲外视镜（大车前端）、前视镜以及一些外部视觉监视设备（主要为大车配备）提出要求，其中未对倒车雷达提出明确的标准；而目前奇瑞汽车有《倒车雷达性能台架测试及评价测试规范》企业标准，福建省有DB35/T 1274——2012《汽车倒车雷达技术要求和测试方法》地方标准，但并没有明确的测量倒车雷达探测范围的国家标准出台［3］。
超声波汽车倒车警示器设计毕业论文
超声波汽车倒车警示器设计毕业论文目录摘要....................................................................................... 错误!未定义书签。
目录.. (1)第1章绪论 (1)1.1选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 设计意义 (1)1.4设计内容 (2)第2章方案比较与选择 (3)第3章超声波测距原理 (6)3.1 超声波的原理及应用 (6)3.1.1超声波的物理特性 (6)3.1.2超声波的衰减 (6)3.1.3超声波的波形 (7)3.2 测距原理 (7)3.2.1超声波的传播速度 (7)3.2.2超声波的测距原理 (8)3.3超声波传感器 (8)第4章超声波发射电路 (10)4.1超声波发射电路工作原理 (10)4.2元件选择 (11)4.2.1 UCM--T40K1简介 (11)4.2.2 LM567简介 (12)4.2.3 S9013简介 (13)第5章超声波接收电路 (14)5.1超声波接收原理 (14)5.2元器件选择 (15)5.3 锁相环电路部分 (16)5.4元器件选择 (18)第6章语音提示电路 (20)6.1电路工作原理 (20)6.2电路组成 (20)6.3 元器件选择 (20)6.3.1 LM386介绍 (20)6.3.2 HFC5214语音集成电路 (22)6.3.3 扬声器BL (23)第7章倒车警示器电路 (24)7.1电路工作原理 (24)7.2元器件清单 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章绪论1.1选题背景随着科技发展的不断进步，自动测量的技术不断更新，非接触式测量技术也有了长足的发展。
在很多工控场合，测量的物体是不能够直接接触到的，或者测量的物体不宜直接接触。
这时要用到非接触式测量仪器。
自发现压电效应和逆压电效应后，人们解决了利用电子学技术产生超声波的方法。
超声波式传感器-倒车雷达
倒车雷达由超声波传感器(俗称探头),控制器与显示器(或蜂鸣 器)等部分组成,其超声波传感器分超声波发送器与超声波接收 器,超声波发送器利用逆压电效应产生超声波,超声波接收器是 利用正压电效应来接收超声波
知识准备
一,超声波及其物理质 一．超声波地概念与波形 机械振动在弹介质内地传播称为波动,简称为波。能听见声音 地频率为二0Hz～二0kHz,即为声波,超出此频率范围地声音, 即二0Hz以下地声音称为次声波,二0kHz以上地声音称为超声 波,一般说话地频率范围为一00Hz～八kHz
由此可见,只要知道超声波速度,就对以通过精确地测量时间 t地方法来精确测量距离L。
声速c在各种不同地液体是不同地。即使在同一种液体,由于 温度与压力不同,其值也不相同。由于液体其它成分地存在 及温度地不均匀都会使c发生变化,引起测量误差,故在精密 测量时,要考虑采取补偿措施。
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超声波测量液位与物位
超声波传感器由发送器与接收器两部分组成,但一个超声波 传感器也可具有发送与接收声波地双重作用,即为可逆元件 市售超声波传感器地谐振频率（心频率）为二三kHz,四 0kHz,七五kHz,二00kHz,四00kHz等。 一.超声波传感器地基本结构
超声波探头地压电陶瓷芯片
将数百伏地超声电脉冲加到压电晶片上,利用逆压电效应 ,使晶片发射出持续时间很短地超声振动波。当超声波经被测物 反射回到压电晶片时,利用压电效应,将机械振动波转换成同频 率地变电荷与电压。
四．聚焦探头
由于超声波地波长很短（mm数量级）,所以它也像光波一样 可以被聚焦成十分细地声束,其直径可小到一mm左右,可以分 辨试件细小地缺陷,这种探头称为聚焦探头 聚焦探头采用曲面晶片来发出聚焦地超声波,也可以采用两种 不同声速地塑料来制作声透镜,还可利用类似光学反射镜地原 理制作声凹面镜来聚焦超声波 五．箔式探头 利用压电材料聚偏二氟乙烯（PVDF）高分子薄膜,制作出地 薄膜式探头称为箔式探头,可以获得0.二mm直径地超细声束, 用在医用CT诊断仪器上可以获得很高清晰度地图像
压电陶瓷电极浆料
压电陶瓷电极浆料一、压电陶瓷电极浆料到底是啥？说到压电陶瓷，很多人可能第一反应是“听上去好高深”，但其实它就在我们身边。
你可能不知道，手机震动、电视遥控器、甚至汽车的倒车雷达，这些看似普通的东西，背后都有压电陶瓷的身影。
它是怎么运作的呢？原来，压电陶瓷在受力的情况下，能够产生电流，这就是所谓的“压电效应”。
简而言之，它能把力转化为电能，或者把电能转化为力。
这听起来是不是有点像魔法？这其中的“魔法”，全靠压电陶瓷的电极来完成。
而这些电极，又离不开一个关键角色——电极浆料。
你可以把电极浆料想象成“陶瓷电极的涂料”，它不仅帮助陶瓷表面形成一层稳定的电极，还能提高陶瓷的导电性能。
说白了，就是让压电陶瓷能够更好地工作。
电极浆料的配方很讲究，必须选用合适的材料，比如铂、银、金等金属粉末，然后加上适量的粘结剂，调和成浆料状，才能在陶瓷表面形成均匀的电极。
没有它，压电陶瓷的表现可就差得远了。
二、制作电极浆料的那些事儿要做出高质量的电极浆料，绝不是一件简单的事儿！你是不是觉得只要把金属粉末一搅，粘结剂一加就好？其实不然，制造过程中的细节多着呢。
选择合适的金属粉末就得下不少功夫，得看它的粒径、导电性、甚至是耐腐蚀性。
你总不能拿一堆脆弱的材料去当电极吧？那不就白搭了。
选好了金属粉末，还得有个好的粘结剂，确保浆料能均匀地附着在陶瓷表面。
你可能会问：“这个粘结剂是不是越多越好？”哈哈，不一定哦！粘结剂的多少，得根据陶瓷的种类、目标用途来调节。
太多了会影响电极的导电性，太少了又会导致电极脱落。
得找到那个“黄金比例”，这可是一个需要经验的活儿。
制作的温度、湿度、搅拌速度，每一个环节都不能马虎。
就像做菜，火候不到，味道差点；温度过高，可能就把浆料给弄坏了。
说到这里，你一定会觉得做电极浆料其实就是个“调配”的过程，调配得好，产品就能大放异彩。
如果不注意配比和过程的每个细节，结果可能就大打折扣了。
所以，想要做出完美的电极浆料，可不是“手到擒来”的事，得下点工夫。
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计(含程序)介绍
基于单片机的汽车倒车雷达系统设计摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大副攀升。
交通拥挤状况也日趋严重，撞车事件屡屡发生，造成了不可避免的人身伤亡和经济损失，针对这种情况，设计一种响应快，可靠性高且较为经济的汽车倒车防撞预警系统势在必行。
本设计是利用最常见的超声波测距法来设计的一种基于单片机的汽车倒车雷达系统。
本设计的主要是基于STC89C52单片机利用超声波的特点和优势，将超声波测距系统和STC89C52单片机结合于一体，设计出一种基于STC89C52单片机的汽车倒车雷达系统。
该系统采用软、硬件结合的方法，实现了汽车与障碍物之间距离的显示以及危险距离的声光报警等功能。
本设计论文概述了超声波检测的发展及基本原理，阐述了超声波传感器的原理及特性。
在超声波测距系统功能和STC89C52单片运用的基础上，提出了系统的总体构成，对系统各个设计单元的原理进行了介绍，并且对组成各单元硬件电路的主要器件做了详细说明和选择。
本设计论文还介绍了系统的软件结构，并通过编程来实现系统功能和要求。
关键词：汽车倒车雷达、STC89C52、超声波、测量距离、显示距离、声光报警第一章绪论1.1 课题设计的目的和意义随着汽车的普及，越来越多的家庭拥有了汽车。
交通拥挤状况也随之出现，撞车事件也是经常发生，人们在享受汽车带来的乐趣和方便的同时，更加注重的是汽车的安全性，许多“追尾”事故都与车距有着密切的关系。
为了解决这个安全问题，设计一种汽车测距防撞报警系统势在必行。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播的距离较远，因而超声经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。
利用超声波检测往往比较迅速、方便、计算简单。
所以超声波测距法是一种非常简单常见的方法，应用在汽车停车的前后左右防撞的近距离测量，以及在汽车倒车防撞报警系统中，超声波作为一种特殊的声波，具有声波传输的基本物理特性—折射，反射，干涉，衍射，散射。
设计倒车防撞告警装置的目的及意义
设计倒车防撞告警装置的目的及意义摘要随着社会经济的发展交通运输业日益兴旺，汽车的数量在大幅攀升，由此产生的交通问题也引起人们的重要关注。
主要针对拥挤的公路、街道、停车场等场所，加上存在视觉盲区，司机在倒车时无法看到车后的障碍物，容易刮伤汽车甚至发生交通事故等一些状况，汽车倒车雷达是一种旨在倒车防护的倒车防撞系统。
本设计从实验研究分析的角度，分析了汽车倒车防撞系统的基本设计原理以及目前国内外此类防撞系统存在的问题。
较详细的介绍一种超声波测距系统以及根据该系统设计，研制的汽车倒车防撞报警器，它能自动检测车尾障碍物的距离。
当达到极限位置的时候，它能发出声光报警，提醒司机刹车。
设计采用国内生产厂家的通用元件，成本低，性能可靠，有利于推广。
关键词: 超声波车辆报警装置单片机AbstractWith the development of society and economy of transportation industry is booming, the automobile quantity increasing significantly, the resulting traffic problem also causes people's importance. The main needle crowded highways, streets, parking area, together with the presence of the visual blind spot, drivers in reversing cannot see obstacles behind the vehicle, easy to scratch the automobile traffic accident, even some condition, car reversing radar is aimed at reversing protection reversing anti-collision system.Experimental study on the design from the perspective of analysis, analysis of the automobile back-draft anti-collision system basic design principle and anti-collision system at home and abroad such problems. A more detailed ultrasonic ranging system and according to the system design, development of the automobile back-draft anti-collision alarm, it can automatically detect the distance between the rear obstacles. When the time limit, it can give an alarm, to remind the driver brakes. Domestic manufacturers design universal components, low cost, reliable performance, is conducive to the promotion.Key words:Ultrasonic wave;vehicles;Alarm device;Single chip microcomputer目录摘要 ....................................................................................................................... I Abstract........................................................................................................................ I I 第1章绪论 . (1)1.1 设计倒车防撞告警装置的目的及意义 (1)1.2 倒车防撞告警装置的发展经历 (1)1.3 倒车防撞告警装置的主要研究内容 (2)第2章系统工作原理 (3)2.1 超声波概述 (3)2.2 超声波传感器概述 (3)2.3 超声波测距原理 (4)2.4 倒车防撞报警的原理 (5)第3章系统总体方案设计 (6)3.1 系统功能设计 (6)3.2 系统组成及工作过程 (6)第4章系统硬件电路设计 (7)4.1 单片机的选取 (7)4.2核心控制模块设计 (8)4.3 超声波发射模块设计 (9)4.4 超声波接收模块设计 (10)4.5 温度补偿模块设计 (11)4.6 人机交互模块设计 (11)4.7 电源模块 (13)4.8 声光报警模块设计 (14)第5章系统软件设计 (15)5.1 超声波发送接收子程序设计 (15)5.2液晶显示子程序设计 (16)5.3距离判断及报警子程序设计 (17)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (22)附录1 系统总体电路 (23)附录2 系统工作主要程序 (24)第1章绪论1.1 设计倒车防撞告警装置的目的及意义目前，随着现代生活节奏的加快，经济的快速发展，高速公路已经在交通运输中占有重要地位，其正常运转与否事关重大，而且汽车的密集度日益增大，导致汽车追尾，倒车碰撞等交通事故发生的频率也在增加，同时据有关资料对公路交通事故的统计分析，发现在司机—汽车—道路三个环节中，司机是可靠性最差的一个环节，80％以上的事故是由于司机反映不及时或判断失误引起的，为提高汽车运行的安全性，特别在汽车高速行驶情况下，目标的正确识别至关重要，而天气或司机的疲劳驾驶等都将影响司机对前方目标识别，而且随着汽车持有量的不断增加，如何提高道路的流量，如何解决天气对高速公路的影响等等，已逐渐引起人们的注意。
倒车雷达用锆钛酸铅压电陶瓷材料的研究
倒车雷达用锆钛酸铅压电陶瓷材料的研究文理;刘玉红【摘要】对锆钛酸铅陶瓷材料进行了Nb2 O5、 SrCO3微量掺杂改性研究，观察了掺杂后陶瓷样品的显微结构，研究了其相对介电常数、压电常数、机电耦合系数及电容量变化率随测试温度变化的规律。
实验结果表明： Nb2 O5、 SrCO3掺杂后，陶瓷结构致密，介电损耗减少，相对介电常数、压电常数、机电耦合系数明显提高，电容量变化率明显改善。
当Nb2 O5、 SrCO3的添加量为0．6wt％时，制得的压电陶瓷材料具有最佳的压电性能：εr＝2100， D33＝450 pC／N， Kp ＝0．81，ΔC／C＜10％（－55～85℃），可以满足高性能的汽车倒车雷达的应用要求。
%The lead zirconate titanate ceramic materials doped with Nb2O5 , SrCO3 were studied.The microstructures of the doped ceramic samples were observed.Relative dielectric constant, piezoelectric constant, electromechanical coupling coefficient and capacitance change rates with test temperature were studied.The experimental results showed that Nb2 O5 , SrCO3 doping on ceramic, the ceramic becomes denser, the dielectric loss reduces, the relative dielectric constants, piezoelectric constant, electromechanical coupling coefficient increased evidently, the capacitance change rate improved obviously.When the adding amount of Nb2 O5 , SrCO3 was 0.6wt%, the piezoelectric ceramic material prepared had the bes t piezoelectric poperties,εr=2100, D33=450 pC/N, Kp=0.81,ΔC/C<10%(-55~85 ℃), can meet the requirements of high performance car reversing radar’s.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)014【总页数】3页(P85-87)【关键词】锆钛酸铅压电陶瓷;倒车雷达;掺杂;压电性能【作者】文理;刘玉红【作者单位】广东捷成科创电子有限公司，广东肇庆 526060;肇庆市风华锂电池有限公司，广东肇庆 526060【正文语种】中文【中图分类】TM282随着高灵敏度、高稳定性的倒车雷达的出现［1］，要求压电材料有高的介电常数、压电常数、机电耦合系数Kp，并且要求能在在－55 ～+85 ℃的条件下，其容量变化率控制在±10%，而传统的锆钛酸铅材料(PZT)达不到此要求，因此通过对锆钛酸铅陶瓷体系进行掺杂改性［2－8］的研究，从而提高压电材料的压电性能。
雷达中压电陶瓷的应用原理
雷达中压电陶瓷的应用原理1. 什么是雷达雷达（Radar）全称雷射脉冲探测与放射，是一种利用电磁波通过探测和分析目标反射波而获得目标距离、速度和其他特征的技术。
2. 压电陶瓷在雷达中的应用压电陶瓷是一种具有压电效应的陶瓷材料，能够将机械能转化为电能或者将电能转化为机械能。
在雷达技术中，压电陶瓷常常被用于发射和接收声波信号，并用于超声雷达和声纳系统中。
2.1 压电陶瓷的发射原理压电陶瓷的发射原理是利用压电效应将电能转化为机械能，从而产生声波。
在雷达中，压电陶瓷通常被用作声源，通过施加电压来使其产生声波信号。
这些声波信号经过放大和控制后，可以被发射至目标物体，然后返回雷达系统。
2.2 压电陶瓷的接收原理压电陶瓷的接收原理是利用压电效应将机械能转化为电能，从而将目标返回的声波信号转化为电信号。
在雷达系统中，接收到的声波信号会通过压电陶瓷的接收器件转化为电信号，并经过放大和处理后，可以用于分析目标的特征，如距离、速度等。
3. 压电陶瓷在雷达中的优势压电陶瓷在雷达中具有以下优势：•高灵敏度：压电陶瓷能够快速响应并转化机械能和电能之间的转换，具有高灵敏度。
•宽频带：压电陶瓷的频率响应范围很宽，适合用于各种频率的雷达系统。
•耐高温：压电陶瓷能够在高温环境下工作，适用于一些特殊环境的雷达应用。
•能量稳定性：压电陶瓷的能量输出稳定，不容易受到外界环境的干扰。
4. 压电陶瓷在雷达中的应用案例4.1 超声雷达超声雷达是一种利用超声波进行目标检测和距离测量的技术。
在超声雷达中，压电陶瓷被用作声源和接收器件，通过发射和接收超声波信号来实现目标的探测和测距。
4.2 声纳系统声纳系统是利用声波在介质中传播和反射的原理进行目标探测和测距的技术。
在声纳系统中，压电陶瓷被用作声源和接收器件，通过发射和接收声波信号来实现目标的探测和测距。
5. 总结压电陶瓷在雷达技术中的应用十分广泛。
它可以作为声源和接收器件，利用压电效应将机械能和电能进行转换，从而生成和接收声波信号。
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产品规格书
一、材料/型号：PZT TPY-C1500
二、产品外形尺寸（直径*厚度）：Φ6.5*0.18（可根据实际需求变化）
三、电性能指标如下：
序号
项目
性能参数
备注
1
径向振动带宽（KHz）
55±10%
2
静态电容（nf）
（1KHz条件下测试）
2.3±15%
3
电容温度变化率∣ΔC/C∣
≤8%（6%）
（-40℃~+85℃）
4ห้องสมุดไป่ตู้
频率温度系数∣TKFr∣
≤80ppm/℃（60）
（-40℃~+85℃）
5
反向直流电场耐压值
DC≥300V
6
绝缘阻抗
≥200MΩ
7
工作温度
-40℃～+85℃
8
产品适用范围
适用于倒车雷达用各种压电传感器（40/48/58/68 KHz等）
58/68 KHz需缩小直径
本压电陶瓷具有电性能好、电容量和频率随温度的变化而变化率低、耐反向直流电场高等优点，可以制作综合性能良好的倒车雷达用压电传感器，具有国际先进水平。