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超聲波測距離傳感器的主要結(jié)構(gòu)概覽

更新時間:2023-11-03  |  點擊率:979
  超聲波測距離傳感器測量原理是通過超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波,在發(fā)射時刻的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播時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時。超聲波在空氣中的傳播速度為v,而根據(jù)計時器記錄的測出發(fā)射和接收回波的時間差△t,就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離S,即:
 
  S=v·△t/2;
 
  這就是所謂的時間差測距法。
 
  由于超聲波也是一種聲波,其聲速C與溫度有關(guān),不同溫度下的聲速有異。在使用時,如果溫度變化不大,則可認為聲速是基本不變的。常溫下超聲波的傳播速度是334 m/s,但其傳播速度V易受空氣中溫度、濕度、壓強等因素的影響,其中受溫度的影響較大,如溫度每升高1℃,聲速增加約0.6 m/s。如果測距精度要求很高,則應(yīng)通過溫度補償?shù)姆椒右孕U?。已知現(xiàn)場環(huán)境溫度T時,超聲波傳播速度V的計算公式為:
 
  V=331.45+0.607T;
 
  聲速確定后,只要測得超聲波往返的時間,即可求得距離。這就是超聲波測距離的主要機理。
 
  超聲波測距離傳感器在結(jié)構(gòu)上超聲波發(fā)生器是一個超聲頻電子振蕩器,當把振蕩器產(chǎn)生的超聲頻電壓加到超聲換能器的壓電陶瓷上時,壓電陶瓷組件就在電場作用下產(chǎn)生縱向振動。壓電組件在超聲振蕩時,仿佛是一個小活塞,其振幅很小,約為(1-10.2)Lm,但這種振動加速度很大,約(10-103)g n,于是把電磁振蕩能量轉(zhuǎn)化為振動能量,這種巨大的超聲波能量,沿著特定方向傳播出來。其關(guān)鍵技術(shù)是使超聲波波束變細,除待測物外不受其它構(gòu)造物的影響。超聲波測距離傳感器是產(chǎn)生超聲波必需的能量轉(zhuǎn)換裝置,它把超聲電磁振蕩的能量轉(zhuǎn)換為聲波。通過上述超聲換能結(jié)構(gòu),配以適當?shù)氖瞻l(fā)電路,可以使超聲能量的定向傳輸,并按預(yù)期接收反射波,實現(xiàn)超聲遙控、測距、防盜等檢測功能。
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