从原理上来讲超声波传感器可以分为超声波测传感器、超声波接近传感器、反射板式超声波传感器、对射式超声波传感器四类。这四类产品中,反射板式超声波、对射式超声波与光电传感器中的镜反射和对射式光电原理一样,非常简单,无需多做介绍。超声波测距传感器、超声波接近传感器这两种较典型、使用的也较多,其工作原理相同,只是输出一个是开关量一个是模拟量。超声波传感器换能器头——重要的部分发射模式:1.在电子振荡器的作用下传感器产生一批声波/脉冲,然后这些声波被发送到周围空气 。2.声波从传感器传送到目标物。3.传感器转换成接受模式。在工业方面,超声波的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。福建防爆超声波传感器价格表
对于机器人的应用来说,超声波传感器主要用来探测物体的距离以及相对于传感器的方位,以便可以进行避障动作。较理想就是矩形,不但可以准确的获得物体的距离值,也可以准确的获得方位值,就是正前方。但是实际上,超声波的波束根据应用不同,有宽波束,和窄波束。宽波束(图1-b)的传感器会检测到任何在波束范围的物体,它可以检测到物体的距离,但是确无法检测到物体的方位,误差较高会有100度左右,机器人将无法准确的确定其避障的动作。当然,作为只要探测物体有或者无的用途来说,宽波束的传感器是比较理想的。同理,窄波束可以相对宽波束获得更加精确的方位角。在选择超声波传感器的时候,这个波形特性是必须要考虑的。福建防爆超声波传感器价格表超声波传感器不适用于室外、酷热环境或压力罐以及泡沫物体。
由于压电材料的居里点通常很高,特别是用于诊断的超声探头使用小的超声功率,工作温度相对较低,并且它可以长时间工作。医用超声探头相对较热并且需要单独的制冷设备。灵敏度主要取决于晶圆本身的制造。机电耦合系数大,灵敏度高;相反,灵敏度很低。原因有:1、当前的超声波传感器频率相对固定。例如,40KHz传感器只能用于38-42KHz。其他频率相似。目前,在宽频率范围内几乎没有传感器,例如40KHz到500KHz的产品;驱动电压很高,通常在100Vp-p和1500Vp-p之间。许多低压设备都需要脉冲变压器升压,但会带来一些复杂的问题。如果有3~5V低压驱动(功率更大)传感器更好。
由于其坚固性和低成本,超声波传感器作为一项先进且众所周知的技术被普遍应用于各种消费和工业领域。为产品添加测量距离或检测功能时,超声波传感器是理想的选择。此外,它在硬件升级和软件适配方面具有更普遍的适用性和更高的可靠性。超声波传感器是一种电子设备,它发射超声波并将反射声转换为电信号,以确定目标物品的距离。超声波比可听见的声音(即人类可以听到的声音)传播得更快。使用压电晶体产生声音的发射器和在声音往返于目标后遇到声音的接收器是超声波传感器的两个主要组件。超声波传感器主要用作接近传感器。它们可以在汽车的自动泊车技术和防撞安全系统中找到。指向性,超声波传感器探测的范围。
室外用途的超声波传感器必须具有良好的密封性,以便防止露水、雨水和灰尘的侵入。压电陶瓷被固定在金属盒体的顶部内侧。底座固定在盒体的开口端,并且使用树脂进行覆盖。对应用于工业机器人的超声波传感器而言,要求其精确度要达到1mm,并且具有较强的超声波辐射。利用常规双压电晶片元件振动器的弯曲振动,在频率高于70kHz的情况下,是不可能达到此目的的。所以,在高频率探测中,必须使用垂直厚度振动模式的 压电陶瓷。在这种情况下,压电陶瓷的声阻抗与空气的匹配就变得十分重要。压电陶瓷的声阻抗为2.6×107kg/m2s,而空气的声阻抗为 4.3×102kg/m2s。5个幂的差异会导致在压电陶瓷振动辐射表面上的大量损失。几乎所有的超声波传感器都能对开关输出的近点和远点或是测量范围进行调节。福建防爆超声波传感器价格表
位于接收器和发射器之间的被检测物将会阻断接收器接收发射的声波,从而传感器将产生开关信号。福建防爆超声波传感器价格表
超声波传感器在测距系统中的应用,超声测距大致有以下方法:①取输出脉冲的平均值电压,该电压 (其幅值基本固定)与距离成正比,测量电压即可测得距离;②测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔 t,故被测距离为 S=1/2vt。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。在工业方面,超声波的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种。过去,许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍,超声波传感技术的出现改变了这种状况。福建防爆超声波传感器价格表