超聲波傳感器

1，相關(guān)知識;

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高，波長短，繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好，能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體，固體的穿透本領(lǐng)很強(qiáng)，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。因此超聲波檢測廣泛應(yīng)用在工業(yè)，國防，生物醫(yī)學(xué)等方面。

2，工作原理;

超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。這里主要分析一下壓電晶體材料的超聲波傳感器，壓電晶體材料的超聲波傳感器主要應(yīng)用了某些特殊材料的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)的特性，也就是超聲波傳感器的發(fā)送和接收兩部分;發(fā)送時(shí)，在壓電晶體端通上高壓500V以上的高壓脈沖，利用逆壓電效應(yīng)的特性，使晶片發(fā)射出一束頻率落在超聲波范圍內(nèi)，持續(xù)時(shí)間很短的超聲振動波，超聲振動波到達(dá)被測物體底部后，超聲波絕大多數(shù)能量被接面所反射，反射波經(jīng)過短暫的時(shí)間回到壓電晶片，利用壓電效應(yīng)，晶片將機(jī)械振動波轉(zhuǎn)換成同頻率的交變電荷和電壓。

3，超聲波傳感器的應(yīng)用(超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)物體檢測)

將超聲波探頭接入如上圖所示的電路中;分析如下：H0/to=H1/too，所以有：H1=(too/to)H0;所以液位H為：H=H2-H1;通過如上的簡單計(jì)算即可測得液位的高度。

4，超聲波傳感器的常見分類：

一，根據(jù)使用方法：可分為收發(fā)一體型，收發(fā)分體型;

二，根據(jù)結(jié)構(gòu)來分：可分為開放型，防水型，高頻型等;

三，根據(jù)使用環(huán)境：可分為空氣中和水聲換能器;