徐州漫反射超声波传感器

    1.引言随着自动化等新技术的发展，传感器的使用数量越来越大，一切现代化仪器、设备都离不开传感器。在工业生产中，尤其是自动化生产过程中，用各种传感器来监测和控制生产过程中的各个参数，如温度、压力、流量，等等，以便使设备工作在**佳状态，产品达到**好的质量。20世纪中叶，人们发现某些介质的晶体（如石英晶体、酒石酸钾钠晶体、PZT晶体等）在高电压窄脉冲作用下，能产生较大功率的超声波。它与可闻声波不同，可以被聚焦，能用于集成电路的焊接、显像管内部的清洗；在检测方面，利用超声波有类似于光波的折射、反射的特性，制作超声波纳探测器，可以用于探测海底沉船、敌方潜艇，等等。现在超声波已经渗透到我们生活中的许多领域，例如B超、遥控、防盗、无损探伤，等等。2.超声波的概念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，称为可闻声波。低于20Hz的机械振动人耳不可闻，称为次声波；高于20kHz的机械振动称为超声波，常用的超声波频率为几十kHz至几十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）和纵向振荡（纵波）。工业中的应用常采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播，但传播速度不同。浙江罗舸智能科技有限公司是一家专业提供超声波传感器的公司，期待您的光临！徐州漫反射超声波传感器

    因而一种方法就是利用这2个临界点，来找寻其波束与墙垂直的角度(即与墙距离**近点)，步进电机带动超声波旋转找寻这2个临界点。当连续检测到两相邻的值低于2mm时，认为已进入稳定区，则前后出现变化的点设为临界点，在这临界点内的所有点都记下来，然后求取中点，中点位置即是墙面与超声波传感器的**近点。如图6所示为其中一组所测数据，在72°～108°内，是距离测量的稳定区域，而在这之外，所测距离的相邻偏差超过8mm，而且随着角度的旋向两边时将进一步拉大。在50cm与200cm内改变一体式超声波传感器与墙面距离进行实验，其结果与墙面垂直角度所测误差限制在2个步距角内。探测系统应用于机器人沿墙导航自主式移动机器人是在运动过程中探测当前环境的信息。每次探测的距离信息都以当前机器人的运动姿态为前提来测量。而在沿墙直线行走过程中，机器人是通过测距和自身姿态的共同感知保证运行轨迹的准确性。超声波测距已被***运用，在试验超声波探测角度与测距的关系后，则可以根据计算**近点的方法用超声波传感器来测量车身的方位角(确定自身姿态)。所测**近点是机器人实际与墙面的距离，通过简易编码器上的直射红外传感器1来确定机器人的基准坐标。丽水检测液位超声波传感器超声波传感器的工作原理基于压电效应，将电能转换为机械振动，进而产生超声波。

    移动机器人要获得自主行为，其**重要的任务之一是获取关于环境的知识。这是用不同的传感器测量并从那些测量中提取有意义的信息而实现的。视觉、红外、激光、超声波等传感器都在移动机器人中得到实际应用。超声波传感器以其性价比高、硬件实现简单等优点，在移动机器人感知系统中得到了***的应用。但是超声波传感器也存在一定的局限性，主要是因为波束角大、方向性差、测距的不稳定性(在非垂直的反射下)等，因此往往采用多个超声波传感器或采用其他传感器来补偿。为了弥补超声波传感器本身的不足，又能提高其获取环境信息的能力，本文设计由一体式超声波传感器与步进电机组成的探测系统。1超声波传感器的探测原理及方法分析超声波传感器的基本原理是发送(超声)压力波包，并测量该波包发射和回到接收器所占用的时间。其中，L为目标距超声波传感器的距离；c为超声波波速(为了简化说明，本文以下讨论的测量距离时不考虑波速受温度的影响)；t为发射到接收的时间间隔。由于用超声波测量距离并不是一个点测量。超声波传感器具有一定的扩散特性，发射的超声能量主要集中在主波瓣上，沿着主波轴两侧呈波浪型衰减，左右约30°的扩散角。事实上，式。

    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。浙江罗舸智能科技有限公司是一家专业提供超声波传感器的公司。

超声波传感器的作用原理如下：

1、超声波传感器主要材料有压电晶体及镍铁铝合金两类。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。

2、超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。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、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。 通过发射高频声波并测量其返回时间，超声波传感器能够准确计算出与目标之间的距离。安徽专业超声波传感器

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，有需求可以来电咨询！徐州漫反射超声波传感器

    2)噪音虽然多数超声波传感器的工作频率为40-45KHz，远远高于人类能够听到的频率。但是周围环境也会产生类似频率的噪音。比如，电机在转动过程会产生一定的高频，轮子在比较硬的地面上的摩擦所产生的高频噪音，机器人本身的抖动，甚至当有多个机器人的时候，其它机器人超声波传感器发出的声波，这些都会引起传感器接收到错误的信号。这个问题可以通过对发射的超声波进行编码来解决，比如发射一组长短不同的音波，只有当探测头检测到相同组合的音波的时候，才进行距离计算。这样可以有效的避免由于环境噪音所引起的误读。(3)交叉问题交叉问题是当多个超声波传感器按照一定角度被安装在机器人上的时候所引起的。超声波X发出的声波，经过镜面反射，被传感器Z和Y获得，这时Z和Y会根据这个信号来计算距离值，从而无法获得正确的测量。解决的方法可以通过对每个传感器发出的信号进行编码。让每个超声波传感器只听自己的声音。实验原理超声测距传感器实验环境由PC机（安装有WindowsXP操作系统、）、J-Link-ARM仿真器、NXPLPC2378实验节点板、超声测距传感器、实验模块和LCD显示实验模块组成，如图11所示。图11传感器实验环境本实验所使用实物规格图如图12所示，实物图如图13所示。徐州漫反射超声波传感器