超聲波傳感器測距原理,超聲波測距傳感器的原理是什么


1、超聲波測距傳感器的原理是什么
1. 超聲波發生器
為了研究和利用超聲波,人們設計和制造了許多超聲波發生器。一般來說,超聲波發生器可以分為兩類:一類是電產生超聲波,另一類是機械產生超聲波。電方法有壓電、磁致伸縮、電等;機械方法有高爾通笛、水笛、氣笛。它們產生的超聲波的頻率、功率、聲波特性不同,所以它們的用途也不同。目前,比較常用的是壓電式超聲波發生器。
2. 壓電超聲發生器原理
壓電超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的共振來工作。超聲發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個諧振板。當脈沖信號作用于壓電晶片的兩極,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時,壓電晶片將產生共振,并驅動諧振板振動,產生超聲波。反之,如果兩電極之間不加電壓,當共振板接收到超聲波時,就會壓壓電片振動,將機械能轉化為電信號,從而成為超聲波接收器。
3.超聲波測距原理
超聲波發射器按一定方向發射超聲波,并與發射時間同時計時。超聲波在空氣中傳播,在途中遇到障礙物后立即返回。超聲波接收器接收到反射波后立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s。根據計時器記錄的時間t,可以計算出發射點到障礙物的距離s,即s=340t/2。這就是所謂的時差測距法。
超聲波測距的原理是使用空氣中超聲波的傳播速度是已知的,測量時間當聲波遇到障礙物后反射傳播,并計算實際距離的傳送點障礙基于發射和接收之間的時間差異。由此可見,超聲波測距原理與雷達測距原理是相同的。
測距公式表示為:L=C×T
式中,L為測量的距離長度;C為超聲波在空氣中的傳播速度;T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間值的一半)。
超聲波測距主要用于倒車提醒、建筑工地、工業工地等場所的距離測量。目前距離測量范圍雖然可以達到100米,但測量精度只能達到厘米量級。
超聲波具有定向發射容易、方向性好、強度易于控制、不與被測物體直接接觸等優點,是一種理想的液體高度測量方法。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度,但目前國內超聲波測距專用集成電路只有厘米級的測量精度。
2、超聲波傳感器如何測距
超聲波傳感器測距工作原理:超聲波傳感器是將超聲波信號轉換成其他能量信號(通常是電信號)的傳感器。超聲波是指頻率大于20 kHz的在彈性介質中產生的機械震蕩波,其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點,因此常被用于非接觸測距。由于超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。,因此超聲波測距對環境有較好的適應能力,此外超聲波測量在實時、精度、價格也能得到很好的折中。
目前超聲波測距的方法有多種:如往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法。其原理是超聲波傳感器發射一定頻率的超聲波,借助空氣媒質傳播,到達測量目標或障礙物后反射回來,經反射后由超聲波接收器接收脈沖,其所經歷的時間即往返時間,往返時間與超聲波傳播的路程的遠近有關。
3、超聲波傳感器測距原理
超聲波測距主要應用于倒車提醒、建筑工地、工業現場等的距離測量,雖然目前的測距量程上能達到百米,但測量的精度往往只能達到厘米數量級。
由于超聲波指向性強,能量消耗緩慢,在介質中傳播的距離較遠,因而超聲波經常用于距離的測量,如測距儀和物位測量儀等都可以通過超聲波來實現。
利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制,并且在測量精度方面能達到工業實用的要求,因此在移動機器人研制上也得到了廣泛的應用。
4、超聲波傳感器模塊原理是什么
超聲波傳感器模塊原理
超聲波傳感器模塊是一種用于測量距離的傳感器,它可以測量物體到傳感器的距離。它通過發射超聲波來測量距離,并通過接收超聲波來計算距離。
超聲波傳感器模塊由一個發射器和一個接收器組成,發射器發射超聲波,接收器接收發射的超聲波,并將其轉換為電信號。當超聲波從發射器發射出去,它會在物體表面反射,然后被接收器接收,接收器會將反射的超聲波轉換為電信號,然后通過計算發射和接收的時間差來計算物體到傳感器的距離。
責任編輯:David
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