如何提高超声波流量仪表的性价比，研制出适用于明渠量水的精确可靠的水位传感器对促进量水技术的发展和新型量水仪表的应用具有重要的意义。 　　本项研究针对超声波测量明渠水位的问题，从超声传输特性及换能器特性的研究入手，寻找影响超声传感器性能的原因和解决途径，研究了空气介质中超声波的辐射、传播、散射和接收等规律，作为超声传感系统设计的理论基础和具体参数选择的依据，在此基础上提出了一套基于单片机的超声波水位传感器的总体设计方案，利用单片机技术初步研制了一种成本低、功耗小，精度高，易与二次仪表配套的超声波水位传感器。本项研究的主要内容和取得的成果如下： 　　(1)研究了一种基于单片机的超声波水位传感器的总体设计方案，它以AT89C2051单片机为基础，采用IC卡AT24C16作为整定器件，设计了信号发射电路，信号放大及采样电路，并由此构成传感器的最小系统。利用该方案初步研制开发了一种成本低、功耗小，精度高，易与二次仪表配套的超声波水位传感器。 　　(2)在硬件电路的设计中采用变压器匹配电路对信号源与换能器进行了有效的匹配，提高了超声波信号的发射强度。 　　(3)研究了以AD623和SA571为主构建的时控增益放大电路，提高了采样精度并最大限度地减小了盲区，该电路具有连接简洁、成本低、功耗低等优点。 　　(4)以低功耗、易与单片机单线连接的温度传感器DS18B20作为对传感器温度补偿元件，实现了温度变化场合下声速的实时校正。 　　(5)提出了基于IC卡的传感器整定方案，提高了传感器的精度，并实现了传感器输出的归一化。