目前,测距仪器中使用的实用化超声波换能器主要集中在30~1000kHz工作频段。频率越低,超声波的传播效率越好,但测量精度也越低,反之亦然。故实际应用中通常在远距测量装置中使用低频超声波,而在近距测量装置中使用高频超声波。但即使是使用较高频率超声波换能器的产品,其误差也普遍在
3 mm 左右,且测量精度不稳定,极易受到测量环境,尤其是温度的影响,这一精度虽然能满足绝大多数领域应用,但仍无法达到超精密测量领域的要求。
在整个超声波测距系统中,影响测距性能的关键因素是飞行时间测量不确定性,此外信噪比恶化和发射盲区也会有一定影响。针对上述因素,从硬件电路和处理算法上着手,在传统设计的基础上进行了大幅度改进,目前已完成多台样机试制并成功用于某精密零件的自动化尺寸检测系统,在使用225kHz换能器,500 mm 典型量程的情况下,测量精度优于0.1mm,远超现有同类设计[6],具有很强的工程实用价值。
