超声波在空气中的传播速度较慢,这就使得超声波传感器的使用变得简单。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领...
大中小超声波传感器的工作原理解释2015-09-04迎风初开展开全文超声波传感器的工作原理解释人们能听到声音是由于物体振动产生的,它的频率在20HZ-20KHZ范围内,超过20KHZ称为超声波,低于20HZ的称为次声波。常用的超声波频率为几十KHZ-几十MHZ。超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式:横向振荡(横波)及纵向振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播,其传播速度不同。另外,它也有折射和反射现象,并且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波,其频率较低,一般为几十KHZ,而在固体、液体中则频率可用得较高。在空气中衰减较快,而在液体及固体中传播,衰减较小,传播较远。利用超声波的特性,可做成各种超声传感器,配上不同的电路,制成各种超声测量仪器及装置,并在通迅,医疗家电等各方面得到广泛应用。超声波传感器主要材料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅(PZT)等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器,它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波,同时它接收到超声波时,也能转变成电能,所以它可以分成发送器或接收器。有的超声波传感器既作发送。超声波传感器,就选浙江罗舸智能科技有限公司,用户的信赖之选,欢迎您的来电!电感式超声波传感器推荐厂家
或者超声探头。超声波传感器主要由双压电晶片振子、圆锥共振板和电极等部分构成。两电极间加上一定的电压时压电晶片就会被压缩产生机械形变,撤去电压后压电晶片恢复原状。若在两极间按照一定的频率加上电压,则压电晶片也会保持一定的频率振动。经试验测得此型号压电晶片的固有频率为,则在两极外加频率为40KHz的方波脉冲信号,此时压电晶片产生共振,向外发射出超声波。同理,没有外加脉冲信号的超声波传感器在共振板接收到超声波时也会产生共振,在两极间产生电信号。超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头反射、一个探头接收)等。超声探头的**是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个探头的性能是不同的,我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标,包括:(1)工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时,输出的能量**大。电感式超声波传感器推荐厂家超声波传感器,就选浙江罗舸智能科技有限公司,用户的信赖之选。
2)产品应用领域机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防、停车场检测。(3)主要技术参数(4)接线方式及工作原理接线方式:VCC、trig(控制端)、echo(接收端)、GND。如图4所示,超声波传感器基本工作原理如下:采用IO口TRIG触发测距,给大于10us的高电平信号;模块自动发送8个40KHz的方波,自动检测是否有信号返回;有信号返回,通过IO口ECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340m/s))/2。图4传感器的方向图(5)控制方式本模块使用方法简单,通过嵌入式微处理器控制口发一个10us以上的高电平,启动超声波传感器模块发出8个40KHz的周期电平。然后开启定时器,再延时100us左右以避免发射探头的余振的干扰。接着通过在while循环中查询外部中断是不是已经捕获到回波信号,一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到接收到的回响信号的时间间隔就可以计算得到距离。如图5所示为超声测距模块的时序图,根据时序图,可以知道,回响信号的高电平就是我们用来测量距离的重要指标,通过距离与速度和时间的关系,从而求得相应的距离。
介绍小型超声波传感器。发送与接收略有差别,它适用于在空气中传播,工作频率一般为23-25KHZ及40-45KHZ。这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。该种有T/R-40-16,T/R-40-12等(其中T表示发送,R表示接收,40表示频率为40KHZ,16及12表示其外径尺寸,以毫米计)。另有一种密封式超声波传感器(MA40EI型)。它的特点是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近开关用,它的性能较好。超声波应用有三种基本类型,透射型用于遥控器,防盗报警器、自动门、接近开关等;分离式反射型用于测距、液位或料位;反射型用于材料探伤、测厚等。由发送传感器(或称波发送器)、接收传感器(或称波接收器)、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成,换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射;而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成,换能器接收波产生机械振动,将其变换成电能量,作为传感器接收器的输出,从而对发送的超声波信号进行检测.而实际使用中,用作发送传感器的陶瓷振子也可以用作接收器传感器社的陶瓷振子。 浙江罗舸智能科技有限公司致力于提供超声波传感器,有需求可以来电咨询!
灵敏度也**高。(2)工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高,特别时诊断用超声波探头使用功率较小,所以工作温度比较低,可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声探头的温度比较高,需要单独的制冷设备。(3)灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大,灵敏度高;反之,灵敏度低。超声波测距一体模块HC-SR04(1)模块性能如图2所示,HC-SR04模块性能稳定,测度距离精确,能和国外的SRF05、SRF02等超声波测距模块相媲美。模块高精度,盲区(2cm)超近,**大识别距离为300cm。图2HC-SR04模块实物图如图3所示,系统的工作是由软件和硬件的配合过程。先由嵌入式微处理器使555使能端置1,继而555送出40KHz频率的方波信号,经过压电换能器(超声波发射头)将信号发射出去,即发射超声波,同时该时刻启动定时器开时计时。该信号遇到障碍物反射回来在此称为回波。同时,压电换能器(超声波接收头)将接收的回波及接收超声波,通过信号处理的检波放大,通过三级放大后再送到比较器进行比较,输出比较电压,输出电压经过三极管以后,使之电压与嵌入式微处理器的I/O口相匹配**后送至处理器处理。图3超声波测距原理框图。超声波传感器,就选浙江罗舸智能科技有限公司,用户的信赖之选,欢迎您的来电哦!丽水超声波传感器直销
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防碰撞检测和托盘检测等。超声波传感器用于提高操作效率并在制造设施中提供额外的安全性。这是推动全球超声波传感器需求的主要因素之一。2、红外线传感器的工作原理红外传感器的工作原理是反射光波。红外光从物体反射或从红外遥控器或信标发出。红外传感器还用于测量距离或接近度。检测反射光,然后计算传感器和物体之间的距离估计。红外线传感器不能在黑暗中工作而超声波传感器可以在黑暗环境中工作。红外线比黑暗表面更容易检测到更亮的表面,因为传感器不会检测到较暗的表面。红外传感器值通常在变化的光照条件下波动。当物体在该范围内通过时,光波检测到这些物体并将其存在反射回传感器。它们的波长小于微波的波长。虽然它们能够检测运动,但它们也可以测量物体的热量散发。综上所述,小编认为选择传感器完全取决于您的应用。红外传感器存在很多局限性,例如由于干扰而无法在阳光下使用它们。它可以使户外应用或黑暗的室内应用非常困难。超声波传感器使用声波工作,检测障碍物不受多种因素的影响。如果可靠性是您选择传感器的重要因素,超声波传感器比红外传感器更可靠。如果您愿意降低成本的可靠性,红外传感器是您应用的理想选择。电感式超声波传感器推荐厂家
超声波在空气中的传播速度较慢,这就使得超声波传感器的使用变得简单。超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领...
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