x-t图像在解高中物理超声波测速问题中的应用及拓展

超声波测速问题由于同时涉及超声波的运动和汽车的运动,以及在不同时刻两物体的空间及时间的关系,用常规方法分析求解难度很大.而用x-t图像可以轻松地将超声波和汽车的空间与时间的定量关系展示出来,使超声波测速问题清晰快速地得到解决.并以此为基础验证了用x-t图像求解汽车远离测速仪时汽车速度问题同样清晰快速.通过进一步分析得出了汽车做匀速直线运动与超声波测速仪工作参数的关系式,并在此基础上分析得出了汽车做匀变速直线运动时车速和加速度与超声波测速仪工作参数的关系式.在上述分析过程中GeoGebra数学绘图软件绘制出了细致准确的x-t图像,同时方便地得到了整个问题所需的精密而完整数据,极大地促进了复杂问题的分析解决.

超声波测速仪的计算流体力学数值模拟研究

超声波测速仪是一种利用超声波发射接收装置,通过发射接收时间来计算来流速度的一种仪器装置.目前国内许多研究都关注在如何消除测速仪的测量误差上,对于模型结构对测量风场的影响研究较少.为了考察测速仪的测量精度,该研究以模型结构对测量区域风速的影响作为关注的重点,采用计算流体力学方法模拟了从低速到高速的不同来流风速下的绕流流场,计算出位于测速仪中心区域的速度分布和不同截面上的平均速度,以判断测速仪模型结构对中心测量区域风速的影响程度.该研究结果表明在测速探头平面内测量到的速度值,无论在低速和高速时均最为准确.采用计算流体力学数值模拟方法可为今后的测速仪模型设计和改造提供准确的依据.

STC15单片机在超声波测速系统中的应用

引言:超声波测速适合作流动物质中含有较多杂质的流体的流速测量,常用方法有多普勒法、频差法和时差法。本文设计了一种基于STC15单片机的超声波测速系统,与传统的STC89C51单片机相比,STC15在此基础上增加了更多的外设资源,速度有所提升,它内部集成了RC振荡器和复位电路,因此不需要外部晶振和复位电路就能稳定工作。于是利用STC15单片机设计的超声波测速系统具有精确度高、距离远和成本低等优点。

超声波测速问题的时空转换

有些同学由于在时空转换上存在着困难,因此,当他们面对超声波测速问题时,显得有点束手无策.大家知道,x-t图象能直观地反映质点位移随时间的变化规律,图象上各点的物理意义也都很明确.因此,我们可以把已知的时间信息,通过作超声波x-t图象的方法,而转换为时空信息.这时,问题就会变得一目了然.

超声波测速三例(高一)

超声波的波长比可闻声的波长短得多,它基本上是沿直线传播的,可以定向发射．当超声波遇到障碍物时,就会反射回来．利用超声波的这一特性,就可测出障碍物的速度．

单板机在LS—1A型超声波测速仪上的应用

LS-1型超声波测速仪是我国最早投产的超声测速仪器,已经渣洋滩水文站近8年的使用,测得最大层流速2.87m/s,可在含沙量为7.2kg/m^3的情况下使用,居世界领先地位。该机图片于87年参加了水电部在北京主办的“7.5”科技成果展览。但此机未配备数据处理系统,只能测声波传播时间,影响了资料精度的进一步提高;

带温度补偿的360°超声波测距测速系统设计

采用STC12C5A60S2单片机控制超声波测距模块和减速步进电机,利用超声波的反射特性进行360°范围的距离测量,结合温度补偿算法计算系统到被测物体的距离和相对速度。系统使用nRF24L01无线通信芯片将测得的数据传输给计算机,在计算机中用Visual Basic编写的终端监控程序进行数据处理和图像显示,并控制系统的旋转角度、测量频率和测量范围。

基于超声波模块的测速与弯道超速预警装置

道路弯道处一直是各种事故的高发地区。事故原因许多是由于在车辆过弯处没有相应的预警及提示装置。基于这种现状，我们决定设计一种较为完善的车辆测速与车辆安全相结合的装置，数据处理采用高性能16住单片机MSP430，并用高精度超声波模块测量车辆速度。同时采用温湿传感器测量车辆附近的空气湿度及温度，并用2．4G无线收发模块24L01将数据传到终端显示。通过各部分装置的协同工作实现车辆测速，温湿度测量及车辆超速预警等功能，从而达到提前预警，避免事故发生的目的。

基于超声波“一发射两接收”模式的运动中测速新型算法

近年来,道路上车辆越来越多,也更易发生交通事故。该文主要针对己方车辆正常行驶时,对对方车辆进行速度测定和轨迹记录的研究,进行测量方与被测方均运动时的测速模式探讨,旨在发展能够有效降低发生交通事故风险的相关研究。

图像思想在超声波测速问题中的应用

超声波测速问题能很好地检测学生科学思维能力及水平。利用图像思想详细分析超声波测速问题中的时间项,给出初中生就能理解的直观解法,并推导出汽车行驶速度的计算公式。讨论了提高测量速度精度泊具体办法一缩短发射两个信号的时间间隔。通过简化汽车运动模型,画出这个问题中的脉冲信号和汽车运动向位置一时刻图像,直接读出汽车行驶的速度。

超声波探测技术原理实验

介绍了超声波测距和超声波测速的基本原理及应用。根据超声波探测技术中的测距和测速原理设计制作了相关实验组件。利用数据采集系统对超声波测距、超声波测速中的时间延迟、距离、频移量进行了测量,给出了声速、计算距离,相对速率等结果及误差分析。

基于STM32F的超声波风速风向仪设计

为提高风电机组的发电效率及降低作业事故,针对风电机组的风速参数控制要求给出了基于STM32F系列处理器实现的超声波风速风向仪测量系统。该仪器运用超声波时差算法测量风速风向,简化了信号处理部分的硬件设计,经有效的软件滤波平滑算法并通过风洞标定后,获得较高精度和稳定性。设计的超声波风速风向仪在气象监测和风力发电机组的运行控制等应用方面具有实际使用价值。

用于生产测井的新型超声波井下测速仪（UDV）

该仪器是由挪威IKU Sintef集团开发的先进生产测井仪，96年底被美国《世界石油杂志》宣布为石油行业的先进技术。

基于时差法的超声波井下风速检测方法

针对当前皮托管等传统风速测量方法不精确的问题,提出了使用超声波进行风速测量的方法。利用时差法超声波测风原理设计超声波测速系统,实现了在井下环境中对风速和风向的快速测量。用互关法提高了计算精度,用温度补偿的方法减少了温度对超声波的影响,用风速矢量统计加权的方法确定低风速时风向的稳定指向。在硬件部分,搭建了基于STM32的硬件电路,通过高速运算放大器LMH6643的处理,再次提高了测量精度;在软件部分,通过编程实现了对超声波的发射和接收、数据的控制和处理以及显示与输出。经过多次实验表明,此系统实现了对井下风场的实时监控和精确测量,满足了系统高效能、低功耗的设计要求,具有非常高的实用价值。

基于ARM单片机的城市轨道交通车载ATP测速定位实验装置设计

为了解决城市轨道交通通信信号技术专业实训室设备不足的问题,开发和丰富实训项目,文章采用ARM单片机STM32F103V8T6芯片作为处理器,使用光电传感器和超声波开发城市轨道交通车载ATP测速定位实验装置,其中包括光电传感器和超声波测速的硬件电路设计和软件程序的设计,并通过卡尔曼滤波对采集的速度进行处理,提高了速度采集的准确性,可用于开发实训项目,具有较好的应用价值。

超声明渠流量计

本文设计了一种明渠流量计,利用水的浮力使流量计漂浮在水面上,通过超声波测距得到液面到淤泥和液面到明渠挡板的距离,同时利用超声波测速测出水流的速度,从而进一步计算得出水流量。

线性电磁搅拌下钢包炉内卷渣临界速度的模拟研究

在钢包精炼炉旁配备了电磁搅拌系统,并利用多普勒超声波测速仪对线性电磁搅拌方式下金属液与模拟熔渣的界面流速分布状况进行了测定及分析;确定了卷渣临界流速等重要冶金参数,并根据相似原理对实际钢包精炼炉的对应参数进行了分析.研究发现,电磁搅拌可以有效促进金属液的内部流动,从而显著改善金属液内部的动力学条件,是提高钢包精炼效率的有效手段.在生产中,可以卷渣临界流速为依据,针对不同的精炼工艺要求采用不同的电磁搅拌强度.

一种矿井风量检测仪的设计

针对目前采用机械式或电子式风速计以及米尺或皮尺测量井巷风量方法存在效率低、精度低、准确性差等问题,提出了一种可实现多参数自动测量的矿井风量检测仪的设计方案,介绍了该检测仪的组成、测量原理及软件设计。该仪器采用超声波探头及超声波时差法测量井巷风速,采用激光脉冲法测量测点与巷壁的距离,经计算得出巷道断面积,将校正后的风速与巷道断面积相乘即得到风量值。试验结果表明,该检测仪测量快速,精度较高。下一步将在井下测试该检测仪的准确性。

群沙射流结构的实验研究

本文以 90～ 1 5 0 μm的标准细沙为研究对象 ,利用超声波速度剖面测量仪和数码摄录机进行了垂直入水群沙射流的实验研究 ,给出了的群沙入水后的运动规律 .我们发现 ,群沙湍射入水的一霎那 ,底部瞬时产生反射波 。

一种永磁体螺旋搅拌器的实现方式和搅拌效果的研究

本文主要介绍利用永磁体单元构建了一种螺旋磁场搅拌器,实现了永磁体在水平方向的旋转运动和竖直方向的垂直移动。通过超声波多普勒测速(UDV)的方法,研究了圆柱型和长方型容器内GaInSn合金的流动特征。圆柱容器内金属在水平方向形成旋转流动,长方型容器内金属则在垂直方向形成两个对称的环流,从而验证了两个方向磁场的搅拌效果。