超聲波傳感器選擇

    選擇超聲波傳感器，首先看清楚傳感器的說(shuō)明書或用途，不同的超聲波傳感器的輸出頻率或信號(hào)類型是不同的！現(xiàn)在工業(yè)用的輸出的都是一束束的脈沖信號(hào)，其中信息內(nèi)容包括調(diào)制信號(hào)、載聘，裁聘除了具有裁波的作用外還具有加密或同別的信號(hào)隔離或抗干擾之用，調(diào)制信號(hào)包含數(shù)據(jù)位等工作信息。根據(jù)用途則可分為力敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、加速度傳感器、生物傳感器等。所有不是說(shuō)按照沒(méi)有波形或波形不連續(xù)等判斷傳感器的好壞。你可以在信號(hào)的輸出端用計(jì)數(shù)器分頻后用耳機(jī)就會(huì)聽(tīng)到有無(wú)信號(hào)輸出，若有說(shuō)明超聲波發(fā)射沒(méi)問(wèn)題。

    上述說(shuō)的是工作在開(kāi)關(guān)或脈沖狀態(tài)下的超聲波，一般用來(lái)定位用，還有一種類似雷達(dá)的用來(lái)測(cè)速的工作在線性取，其輸出時(shí)模擬信號(hào)，一般直接用頻率決定量值，由于不抗干擾用的少。

      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(dòng)頻 率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)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(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽(yáng)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(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)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(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。

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(hào)時(shí)，壓電晶體會(huì)因變形而產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)頻率在20KHz以上，由此形成了超聲波。不同直徑加上不同的結(jié)構(gòu)類型再加上產(chǎn)品的功能型與頻率，就組成了一段簡(jiǎn)單的超聲波傳感器代碼，就比如USC14T/R-40MP，可以知道這是封閉式的超聲波傳感器，可以用于水下測(cè)距離，它是屬于收發(fā)一體式的封閉式傳感器，直徑14mm，頻率40KHz。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；接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號(hào)后，促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)放大器放大電信號(hào)。

發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來(lái)實(shí)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(hào)，就可以產(chǎn)生超聲波。可以考慮利用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然功率不大的可以用單片機(jī)來(lái)實(shí)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(guò)傳感器接收超聲波，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行測(cè)量。

金融危機(jī)之后，全球汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)入加速擁抱新技術(shù)時(shí)代。表現(xiàn)為新車型的推出速度越來(lái)越快、新技術(shù)的采用更加的廣泛、汽車領(lǐng)域相關(guān)數(shù)量不斷攀升等。而MEMS 曾被認(rèn)為只是玩具的新技術(shù)開(kāi)始在汽車領(lǐng)域獲得大規(guī)模應(yīng)用，未來(lái)空間仍然十分巨大。

汽車領(lǐng)域環(huán)境、安全、娛樂(lè)三大需求催生了“三駕馬車”——新能源汽車、自動(dòng)駕駛和車聯(lián)網(wǎng)，帶動(dòng)汽車傳感器產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新的階段。接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號(hào)后，促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號(hào)，通過(guò)放大器放大電信號(hào)。新能源汽車(電動(dòng)汽車與燃料電池汽車)加大了對(duì)溫度、氣體、壓力、電控等傳感器的需求；自動(dòng)駕駛刺激車身感知類傳感器(MEMS 壓力、陀螺儀、加速度計(jì)等)和環(huán)境感知類傳感器(攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等)的需求；大勢(shì)所趨的物聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)的子領(lǐng)域?qū)⑹擒嚶?lián)網(wǎng)，而車聯(lián)網(wǎng)對(duì)各類汽車傳感器也有著強(qiáng)烈的剛需。