超聲波傳感器的應(yīng)用

超聲波距離傳感器技術(shù)的應(yīng)用 超聲波傳感器包括三個部分：超聲換能器、處理單元和輸出級。首先處理單元對超聲換能器加以電壓激勵，其受激后以脈沖形式發(fā)出超聲波，接著超聲換能器轉(zhuǎn)入接受狀態(tài)，處理單元對接收到的超聲波脈沖進(jìn)行分析，判斷收到的信號是不是所發(fā)出的超聲波的回聲。如果是，就測量超聲波的行程時間，根據(jù)測量的時間換算為行程，除以2，即為反射超聲波的物體距離。把超聲波傳感器安裝在合適的位置，對準(zhǔn)被測物變化方向發(fā)射超聲波，就可測量物體表面與傳感器的距離。超聲波傳感器有發(fā)送器和接shou器，但一個超聲波傳感器也可具有發(fā)送和接收聲波的雙重作用。通過太陽輻射傳感器室外風(fēng)速探ce器，雨滴傳感器采集室外氣候信息，為電動窗簾提供控制的依據(jù)。超聲波傳感器是利用壓電效應(yīng)的原理將電能和超聲波相互轉(zhuǎn)化，即在發(fā)射超聲波的時候，將電能轉(zhuǎn)換，發(fā)射超聲波;而在收到回波的時候，則將超聲振動轉(zhuǎn)換成電信號。

超聲波傳感器在測距系統(tǒng)中的應(yīng)用 超聲測距大致有以下方法：①取輸出脈沖的平均值電壓，該電壓 （其幅值基 本固定）與距離成正比，測量電壓即可測得距離;②測量輸出脈沖的寬度，即發(fā)射超聲波與接收超聲波的時間間隔 t，故被測距離為 S=1/2vt。如果測距精度要求很高，則應(yīng)通過溫度補(bǔ)償?shù)姆椒右孕Ｕ３暡y距適用于的中長距離測量。而MEMS曾被認(rèn)為只是玩具的新技術(shù)開始在汽車領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用，未來空間仍然十分巨大。

我們都知道超聲波傳感器分為發(fā)射、接收、收發(fā)一體3種，但發(fā)射和接收的原理分別是怎樣的呢？當(dāng)從超聲波發(fā)射傳感器輸入頻率為40KHz的脈沖電信號時，壓電晶體會因變形而產(chǎn)生振動，振動頻率在20KHz以上，由此形成了超聲波。那么該超聲波經(jīng)錐形共振盤共振放大后定向發(fā)射出去；上述說的是工作在開關(guān)或脈沖狀態(tài)下的超聲波，一般用來定位用，還有一種類似雷達(dá)的用來測速的工作在線性取，其輸出時模擬信號，一般直接用頻率決定量值，由于不抗干擾用的少。接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號后，促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號，通過放大器放大電信號。

發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來實現(xiàn)產(chǎn)生超聲波的，就是在發(fā)射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號，就可以產(chǎn)生超聲波。可以考慮利用單片機(jī)來實現(xiàn)，當(dāng)然功率不大的可以用單片機(jī)來實現(xiàn)。

超聲波傳感器的頻率主要有2種，分別是25KHz和40KHz；超聲波是一種頻率大于20KHz的音波。發(fā)射式的傳感器本身發(fā)射超聲波，再接受反饋的超聲波；接收式的傳感器本身不發(fā)射超聲波，是通過傳感器接收超聲波，將其轉(zhuǎn)換成電信號，進(jìn)行測量。

傳感器工作原理介紹

在當(dāng)前的空氣凈化領(lǐng)域，空氣質(zhì)量傳感器幾乎已經(jīng)成為凈化設(shè)備的標(biāo)配附件，其作用是對空氣中的PM2．5等顆粒物濃度進(jìn)行監(jiān)測，工作原理如下：

在傳感器內(nèi)部設(shè)有恒定光源（如紅外發(fā)光二極管），空氣通過光線時，其中的顆粒物會對其進(jìn)行散射，造成光強(qiáng)的衰減。其相對衰減率與顆粒物的濃度成一定比例。

在與光源對角的另一側(cè)設(shè)有光線探ce器（如光電晶體管），它能夠探測到被顆粒物反射的光線，并根據(jù)反射光強(qiáng)度輸出PWM信號（脈寬調(diào)制信號），從而判斷顆粒物的濃度。對于不同粒徑的顆粒物（如PM10和PM2．5），其能夠輸出多個不同的信號加以區(qū)分。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不產(chǎn)生失效。