目前,提高超声波传感器的测量精度主要通过硬件实现。通过硬件改进测量精度,但不能保证测量结果的可靠性。而如何通过软件实现这一目的仍是超声波传感器测量精度研究中的空白。本文基于这一现状,从软处理方面进行研究设计,以提高超声波传感器的测量精度。　　 首先,本文分析了超声波测量液位的基本原理,以单片机STC89C52RC最小系统为核心,设计了超声传感器的硬件电路,主要包括发射电路、接收电路、显示电路、通信电路和相应的控制电路,利用超声波作为控制信号,测量液位,实现传感器与PC机的通信、数据保存的实时性。其次,以最优估计理论中的马尔科夫估计为理论依据,提出了提高测量精度的数据处理算法。利用MATLAB软件平台实现了算法。将处理算法与本文设计的超声传感器硬件相结合测量了实验室水箱液位,实验结果表明基于马尔科夫估计的超声传感器可以提高测量精度。最后,针对同质传感器组成的测量系统,基于小波分析理论提出多传感器融合算法,并将此算法应用在由两个超声传感器组成的测量系统中,实验结果表明,算法能够提高系统的抗干扰性,可以获得比单个超声传感器更加可靠的结果,提高了系统的可靠性。针对异质传感器组成的测量系统提出了融和算法,并将此算法应用在超声和差压传感器组成的测量系统中,实验结果表明,算法能够提高系统可靠性。