大中小超聲波傳感器的工作原理解釋2015-09-04迎風(fēng)初開展開全文超聲波傳感器的工作原理解釋人們能聽到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi)，超過20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上不同的電路，制成各種超聲測量儀器及裝置，并在通迅，醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送。通過發(fā)射高頻聲波并測量其返回時(shí)間，超聲波傳感器能夠準(zhǔn)確計(jì)算出與目標(biāo)之間的距離。湖州超聲波傳感器

一種是基于單片機(jī)或者嵌入式設(shè)備的超聲波測距系統(tǒng)，一種是基于CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)的超聲波測距系統(tǒng)。如圖1所示，實(shí)驗(yàn)采用第一種方案，利用嵌入式設(shè)備編程產(chǎn)生頻率為40KHz的方波，經(jīng)過發(fā)射驅(qū)動(dòng)電路放大，使超聲波傳感器發(fā)射端震蕩，發(fā)射超聲波。超聲波經(jīng)發(fā)射物反射回來，由傳感器接收端接收，再經(jīng)過接收電路放大、整形。以嵌入式微**的超聲波測距系統(tǒng)通過嵌入式設(shè)備記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和反射波的時(shí)間。當(dāng)收到超聲波的反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)跳變。通過定時(shí)器計(jì)數(shù)，計(jì)算時(shí)間差，就可以計(jì)算出相應(yīng)的距離。圖1超聲波測距原理超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。首先，超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為C=340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間T秒，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離L，即：L=C×T/2。這就是所謂的時(shí)間差測距法。由于超聲波也是一種聲波，其聲速C與溫度有關(guān)。湖州超聲波傳感器在安裝超聲波傳感器時(shí)，應(yīng)注意其方向和角度，以確保其能夠正確地檢測目標(biāo)物體。

OFF=0時(shí)是每一個(gè)循環(huán)測量前調(diào)整方位角用；OFF=1是等待下一次動(dòng)作。計(jì)算回波的時(shí)間采用定時(shí)器T0，因此距離值d=×(TH0×256+TL0)／2。每測完1次，給步進(jìn)電機(jī)1個(gè)觸發(fā)脈沖。然后判斷下一個(gè)動(dòng)作，是做傳感器探測還是機(jī)器人自身方位角調(diào)整，這樣又進(jìn)入一個(gè)新的循環(huán)。3探測系統(tǒng)在移動(dòng)機(jī)器人上的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用尋找離墻**近點(diǎn)本文在尋找離墻**近點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想足基于超聲波測距。選擇時(shí)間度越式的測距方法，通過對接收回波閾值的設(shè)定和探頭前加一具有吸音作用的套筒，來限制超聲波傳感器接收范圍。實(shí)驗(yàn)所測在距離75cm時(shí)其發(fā)射波束角在±20°左右，能接收反射波的有效角度大約在±40°范圍內(nèi)。超聲波傳感器的近似圓錐形的波束，決定了其每一次所測距離是**近點(diǎn)的反射距離。如圖3所示，當(dāng)波束角度即使偏離到虛線所示，其實(shí)際所得距離仍舊是沿波束中心線所測的值。按理論上說在發(fā)射波束角度內(nèi)所測的距離應(yīng)該是相同的，但由于超聲波傳感器起震時(shí)間、以及接收閾值的設(shè)置，包括墻面的反射情況等都會(huì)對距離的測量造成一定的影響。由實(shí)驗(yàn)測得，當(dāng)在一定的角度(約±20°)內(nèi)，其測量的距離值變化不明顯，其相鄰值比較接近(不超過2mm)。當(dāng)偏角繼續(xù)增大時(shí)，相鄰測量值變化也明顯增大。

 圖5超聲測距時(shí)序圖一個(gè)10us以上脈沖觸發(fā)信號(hào)，該模塊內(nèi)部將發(fā)出8次40KHz周期電平并檢測回波。一旦檢測到有回波信號(hào)則輸出回響信號(hào)，回響信號(hào)的脈沖寬度與所測的距離成正比。由此通過發(fā)射信號(hào)到收到的回響信號(hào)的時(shí)間間隔可以計(jì)算得到距離。建議測量周期為60ms以上，以防止發(fā)射信號(hào)對回響信號(hào)的影響。圖6出了超聲測距模塊的發(fā)射端電路。圖7超聲測距發(fā)射端電路圖壓電式超聲波換能器是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波換能器內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)換能板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號(hào)，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)產(chǎn)生超聲波，這時(shí)它就是一個(gè)超聲波發(fā)生器；反之，如果兩電極問未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收換能器。超聲波發(fā)射換能器與接收換能器在結(jié)構(gòu)上稍有不同，使用時(shí)應(yīng)分清器件上的標(biāo)志。圖8給出了超聲測距模塊的接收端電路。集成電路CX20106是一款紅外線檢波接收的**芯片，常用于電視機(jī)紅外遙控接收器?？紤]到紅外遙控常用的載波頻率38KHz與測距的超聲波頻率40KHz較為接近，可以利用它制作超聲波檢測接收電路。實(shí)驗(yàn)證明用CX20106接收超聲波。浙江羅舸智能科技有限公司為您提供 超聲波傳感器，有需求可以來電咨詢！

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對傳感器的需求量與日俱增，其應(yīng)用的領(lǐng)域已滲入到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門以及日常文化生活之中。在這些應(yīng)用中選擇傳感器對任何項(xiàng)目都具有挑戰(zhàn)性。系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于傳感器和應(yīng)用程序其他組件的可靠性。下面一起了解一下超聲波傳感器與紅外傳感器哪個(gè)更好？為了確定適合項(xiàng)目應(yīng)用的傳感器，傳感器選擇需要考慮一些因素。1、準(zhǔn)確度-讀數(shù)與真實(shí)距離的接近程度。2、分辨率-可以報(bào)告的最小讀數(shù)或讀數(shù)變化。3、精度-可重復(fù)且可靠地讀取的最小讀數(shù)。超聲波傳感器與紅外線傳感器它們?nèi)绾喂ぷ鳎?、超聲波傳感器的工作原理是反射聲波，用于測量距離。一個(gè)傳感器可以檢測到附近的其他人超聲波傳感器發(fā)出聲波，如果前面有物體，它們會(huì)被反射回來。傳感器檢測這些波并測量發(fā)送和接收這些聲波之間的時(shí)間。然后通過傳感器和物體之間的時(shí)間間隔估算距離。超聲波傳感器在很大程度上對阻礙因素完全不敏感，例如：光、灰塵、抽煙、薄霧、汽、皮棉。在定義區(qū)域邊緣時(shí)，超聲波不如紅外線好。超聲波傳感器用于液位測量，物體檢測，距離測量，防碰撞檢測和托盤檢測等。超聲波傳感器用于提高操作效率并在制造設(shè)施中提供額外的安全性。這是推動(dòng)超聲波傳感器需求的主要因素。浙江羅舸智能科技有限公司為您提供 超聲波傳感器。棗莊高精度超聲波傳感器

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   描述超聲波人們可以聽到的聲音的頻率為20Hz~2KHz，也就是可聽聲波，超出此頻率范圍的聲音，20Hz以下的聲音稱為低頻聲波，20KHz以上的聲音稱為超聲波（Ultrasound），一般說話的頻率范圍是10Hz-8KHz。超聲波方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。超聲波頻率分布超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。超聲波在介質(zhì)中傳播的波形取決于介質(zhì)可以承受何種作用力以及如何對介質(zhì)激發(fā)超聲波。通常有如下三種:（1）縱波波型當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與超聲波的傳播方向一致時(shí)，此超聲波為縱波波型。任何固體介質(zhì)當(dāng)其體積發(fā)生交替變化時(shí)均能產(chǎn)生縱波。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。（2）橫波波型當(dāng)介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與超聲波的傳播方向相垂直時(shí)，此種超聲波為橫波波型。由于固體介質(zhì)除了能承受體積變形外，還能承受切變變形，因此，當(dāng)其有剪切力交替作用于固體介質(zhì)時(shí)均能產(chǎn)生橫波。橫波只能在固體介質(zhì)中傳播。（3）表面波波型是沿著固體表面?zhèn)鞑サ木哂锌v波和橫波的雙重性質(zhì)的波。表面波可以看成是由平行于表面的縱波和垂直于表面的橫波合成,振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的軌跡為一橢圓。湖州超聲波傳感器