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超聲波傳感器測距原理與模塊使用

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超聲波傳感器測距原理與模塊使用

發布日期:2018-07-23 作者: 點擊:

        人類耳朵能聽到的聲波頻率為20HZ~20KHz。當聲波的振動頻率大于20KHz或小于20Hz時,我們便聽不見了。因此,我們把頻率高于20KHz赫茲的聲波稱為“超聲波”。因其方向性好,穿透能力強,易于獲得較集中的聲能,在水中傳播距離遠,可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。如超聲波清洗機,超聲波加濕器,醫學檢查B超,彩超,超聲波探傷儀等。


        聲音是由振動產生的,能夠產生超聲波的裝置就是超聲波傳感器,習慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發射超聲波,也可以接收超聲波。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小,如直徑和厚度也各不相同,因此每個探頭的性能是不同的,使用前必須預先了解它的性能。


        常用的是壓電式超聲波發生器,是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波傳感器探頭內部有兩個壓電晶片和一個共振板。當它的兩極外加脈沖信號,其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時,壓電晶片將會發生共振,并帶動共振板振動,便產生超聲波。反之,如果兩電極間未外加電壓,當共振板接收到超聲波時,將壓迫壓電晶片作振動,將機械能轉換為電信號,這時它就成為超聲波接收器了。 超聲波傳感器就是利用壓電效應的原理將電能和超聲波相互轉化,即在發射超聲波的時候,將電能轉換成超聲波發射出去;而在接收時,則將超聲振動轉換成電信號。


超聲波測距原理:


最常用的超聲測距的方法是回聲探測法,如下圖,超聲波發射器向某一方向發射超聲波,在發射時刻的同時計數器開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來,超聲波接收器收到反射回的超聲波就立即停止計時。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,就可以計算出發射點距障礙物面的距離s,即:s=340t/2


超聲波傳感器


超聲波發射電路:由555定時器產生40KHZ的脈沖信號,加到超聲波探頭的引腳上,使內部的壓電晶片產生共振,向外發射超聲波。


超聲波接收電路: 由于超聲波接收探頭產生的電信號非常弱,需要進行放大處理,下圖,由晶體管和運算放大器LM324構成放大電路,對接收信號放大后,驅動繼電器。


本文網址:http://www.jansurf.com/news/387.html

關鍵詞:超聲波傳感器,超聲波傳感器探頭,超聲波傳感器廠家

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