由於超聲波易於定向發射、方向性好、強度易控制、與被測量物體不需要直接接觸的優點，是作為液體高度測量的理想手段。在精密的液位測量中需要達到公釐級的測量精度，但是目前國內的超聲波測距專用積體電路都是只有厘公尺級的測量精度。通過分析超聲波測距誤差產生的原因，提高測量時間差到微秒級，以及用lm92溫度感測器進行聲波傳播速度的補償後，我們設計的高精度超聲波測距儀能達到公釐級的測量精度。
超聲波測距誤差分析
根據超聲波測距公式l=c×t，可知測距的誤差是由超聲波的傳播速度誤差和測量距離傳播的時間誤差引起的。
時間誤差
當要求測距誤差小於1mm時，假設已知超聲波速度c=344m/s (20℃室溫)，忽略聲速的傳播誤差。測距誤差s△t<(0.001/344) ≈0.
000002907s 即2.907ms。
在超聲波的傳播速度是準確的前提下，測量距離的傳播時間差值精度只要在達到微秒級，就能保證測距誤差小於1mm的誤差。使用的12mhz晶體作時鐘基準的89c51微控制器定時器能方便的計數到1μs的精度，因此系統採用89c51定時器能保證時間誤差在1mm的測量範圍內。
超聲波傳播速度誤差
超聲波的傳播速度受空氣的密度所影響，空氣的密度越高則超聲波的傳播速度就越快，而空氣的密度又與溫度有著密切的關係，如表1所示。
已知超聲波速度與溫度的關係如下：
式中： r —氣體定壓熱容與定容熱容的比值，對空氣為1.40，
r —氣體普適常量，8.314kg·mol-1·k-1，
m—氣體分子量，空氣為28.8×10-3kg·mol-1，
t —絕對溫度，273k+t℃。
近似公式為：c=c0+0.607×t℃
式中：c0為零度時的聲波速度332m/s；
t為實際溫度(℃)。
對於超聲波測距精度要求達到1mm時，就必須把超聲波傳播的環境溫度考慮進去。例如當溫度0℃時超聲波速度是332m/s, 30℃時是350m/s，溫度變化引起的超聲波速度變化為18m/s。若超聲波在30℃的環境下以0℃的聲速測量100m距離所引起的測量誤差將達到5m，測量1m誤差將達到5mm。
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