近年来,随着科学技术的不断发展,物位测量在工、农业生产和人们的生活中占据了越来越重要的地位。其中,最常用的一种物位测量方法是利用超声波物位计进行非接触检测。与其他方法相比,超声波物位计具有结构简单,安装方便,实时性好,对恶劣环境适应性较强,不易受光线、粉尘、烟雾和电磁干扰的影响等优势,在越来越多的领域发挥了无可替代的作用。目前,国内生产的超声波物位计虽然种类和数量繁多,但质量参差不齐,和国外产品相比尚存较大差距。因此,研究精度更高、稳定性更好和成本更低的超声波测量方法,依然是充满挑战性和具有现实意义的课题。作者在查阅国内外大量文献资料,深入研究超声波特性,经过不断的调研和分析的基础上,研制出具有国内先进水平的超声波物位计。本课题是在力求结构简单、成本合理的前提下,尽量完善其功能,实现高精度和稳定测量。系统采用“时差法”的原理,以16位超低功耗单片机MSP430F149作为控制核心。首先,驱动电路产生的高频脉冲激励电压驱动超声波换能器发射超声波,同时单片机开始计时,回波经被测物体反射后被换能器接收,经过信号调理电路的前置放大、带通滤波、噪声抑制、峰值采样、自动增益控制,得到稳定的回波电压信号,当电压比较电路检测到回波到达时,触发单片机计时结束。再通过温度补偿等措施校验出实时声速,从而根据超声波的传播时间便可计算出物位高度。课题对超声波物位计进行了理论研究和验证、软硬件设计、整机调试和误差修正,达到了预定的设计目标,完成了对物位的精准测量,并设计了通讯接口、LCD显示模块和上位机在线监测软件,系统界面友好,具有较大的市场潜力和广阔的应用前景。