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超声波传感器简介
  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、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波传感器的基本原则

   超声波传感器是利用传感器头部的压振陶瓷的振动,产生高频人耳听不见的声波来进行感应的,如果这声波碰到了某个物体,传感器就能接收到返回波。传感器通过声波的波长和发射声波以及接收到返回声波的时间差就能确定物体的距离,比较具有代表性的,一个传感器可以通过按钮的设定来拥有近距离和远距离两种设定,无论物体在那一种界限里,传感器都可以检测到。例如:超声波传感器可以安装在一个装液体的池子上,或者是一个装小球的箱子上,向这个容器发出声波,通过接收到返回波的时间长短就能确定这个容器是满的、空的或者是部分满的。
超声波传感器还有使用的是独立的发射器和接收器的型号,当检测缓慢移动的物体,或者需要快速响应或者在潮湿环境中应用时,这种对射示或者叫分离式的超声波传感器就非常适用。在检测透明物体、液体,检测光滑、粗糙和有光泽的,半透明材料的物体表面,和检测不规则物体时,超声波传感器都是首选。超声波传感器不适用的情况有:户外,极热的环境,有压力的容器内,同样不能检测有泡沫的物体。

超声波传感器选型要点:

   范围和尺寸:被检测的物体的尺寸大小会影响超声波传感器的最大有效范围,传感器必须探测到一定级别的声波才能被激励输出信号,一个较大的物体可以将大部分声波反射给传感器,所以传感器可以在它的最大限度内对此物体进行感应,而一个小物体只能反射很少的声波,这样就明显地减小了感应的范围。


被测物:
能运用超声波传感器进行检测的最理想的物体应该是大型、平坦、高密度的物体,垂直放置面对着传感器感应面。最难检测的是那些面积非常小,或者是可以吸收声波的材料制作的,比如泡沫塑料,或者是角面对着传感器的。一些比较困难被检测的物体可以先对物体的背景表面进行示教,再对放在传感器和背景之间的物体作出反应。 
用于液体测量时需要要液体的表面垂直面对超声波传感器,如果液体的表面非常不平整,那么传感器的响应时间要调的更长一些,它会将这些变化做个平均,可以比较固定的读取。
在Retrosonic模式下使用超声波传感器,使得探测不规则物体也成为可能,在retrosonic模式下,超声波传感器可以先探测一个平整的背景,如一面墙,当任何物体通过传感器和墙之间的时候,就会阻碍声波,传感器感应到了中断,便会意识到出现了物体。

振动:
无论是传感器本身还是周围机械的振动,都会影响距离测量的精确度,这时可以考虑采取一些减震措施,例如:用橡胶的抗震设备给传感器做一个底座,可以减少振动,用固定杆也可以消除或者最大程度的减少振动。
衰减:
当周围环境温度缓慢变化的时候,有温度补偿的超声波传感器可以做出调整,但是如果温度变化过快,传感器将无法做出调整。
误判:
声波可能会被附近的一些物体反射,比如导轨或者固定夹具,为了确保检测的可靠性,必须减少或者排除周围物体对声波反射的影响,为了避免对周围物体的错误检测,许多超声波传感器都有一个LED指示器来引到操作人员进行安装,来确保这个传感器被正确的装好,减少出错的风险。

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