超声波液位计研发的探讨  十一

通过查阅相关文献资料以及对样机技术指标的分析，总结归纳超声波液位计在设计中可能会遇到的主要技术难点有以下三方面：

1、在硬件电路设计过程中，由于超声波信号的幅值是随着距离的增加呈指数规律衰减的。因此，随着液位的变化，接收电压信号幅度会在几mV 变化到几V 之间波动，其幅值变化达上百倍。这种变化或者会导致单片机最终得不到接收信号，或者得到已经饱和的接收信号，因此接收电路必须进行自动增益控制。

2、在被测液位最低时，接收信号最小，且与噪声信号的大小具有相同数量级较大的电压增益值会导致噪声信号也很大，不利于后续电路对信号的处理，这样就要求接收模拟电路能够抑制噪声信号的幅度，尽量选用高阶的带通滤波电路，从而实现对噪声的有效衰减。

3、超声波在不同介质中声速差异很大，即使同一介质，其声速也随温度、压力、粘度、湿度或成分的变化而变化。其中温度的影响最大。对于气体和液体来说，差别更加明显。严格来说，超声波频率改变，声速也会变化。因此，在实际测量中，不能简单地把声速看成常数。只有在测量条件比较理想，传播介质的成分、温度、压强等因素都没有很大变化，同时液位的测量精度要求又不高的情况下，可以把声速作为常数。事实上，在空气中，20℃常温下超声波的传播速度约为344m/s。空气温度每升高1℃，声速变化约为0.6m/s。在精确测量中这种因环境的影响而产生的偏差是不容忽视的。因此要想实现高精度测量，必须消除外界环境的影响所造成的误差。

超声波液位计