本发明公开了一种具有双向识别功能的高精度时差捕捉与测量装置，所述装置包括：模拟比较器、双向鉴相电路、ＭＣＵ控制处理单元及Δｔ／ΔＵ积分转换器；所述；模拟比较器，用于将输入的超声波回波信号整形为方波信号，并将所述信号接入所述双向鉴相电路输送到ＭＣＵ控制处理单元；ＭＣＵ控制处理单元；通过设置的标准时间信号产生模块产生标准延迟信号，并将所述标准延迟信号作为鉴相基准接入双向鉴相电路；双向鉴相电路；将所述方波信号与所述标准标准延时信号进行相位判断，得到时间段信号；Δｔ／ΔＵ积分转换器；将时间段信号转换为电压信号，并将所述电压信号通过ＭＣＵ控制处理单元中的Ａ／Ｄ转换模块变成数字量。本发明由于使用了模拟比较器，所以能直接对超声信号进行处理，无需外加独立信号调理电路；由于采用了标准时间信号作为鉴相基准，所以能对超声信号的正程和逆程传播时间进行双向鉴相，并使Ａ／Ｄ转换电路精度得到充分利用，使得测量精度相对非双向方案提高一倍。