超聲波感測器怎麼產生超聲波

❶ 求超聲波感測器原理與應用

超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪，有兩種形式：橫向振盪（橫波）及縱和振盪（縱波）。在工業中應用主要採用縱向振盪。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現象，並且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。利用超聲波的特性，可做成各種超聲感測器，配上不同的電路，製成各種超聲測量儀器及裝置，並在各個行業得到廣泛應用。
超聲波應用有三種基本類型，透射型用於遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關等；分離式反射型用於測距、液位或料位感測器；反射型用於材料探傷、測厚感測器等。
1、超聲波感測器的基本原理
超聲波感測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。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波感測器是一種可逆感測器，它可以將電能轉變成機械振盪而產生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發送器或接收器。超聲波感測器包括三個部分：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，其受激後以脈沖形式發出超聲波，接著超聲換能器轉入接受狀態（相當於一個麥克風），處理單元對接收到的超聲波脈沖進行分析，判斷收到的信號是不是所發出的超聲波的回聲。如果是，就測量超聲波的行程時間，根據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。
把超聲波感測器安裝在合適的位置，對准被測物變化方向發射超聲波，就可測量物體表面與感測器的距離。
2、環境對超聲波測量的影響
（1）空氣溫度的影響
聲波行程時間受氣溫的影響程度為0.17%/K。也就是說40℃時的聲速相對於20℃時改變了+3.4%，因此測量距離也會改變約+3.4%。但如果選用的超聲波感測器中有溫度補償功能，此影響可忽略不計。
（2）空氣濕度的影響
從乾燥的空氣到飽和濕度的空氣中，聲速最多增加2%。因此測量距離改變最大也只有2%。實際現場中，空氣濕度變化不會如此大，此影響一般小於1%。
（3）空氣壓力的影響
在一固定地點，正常情況下的氣壓波動為±5%，會造成聲速波動約±0.6%。
（4）氣流的影響
當風速大於50km/h時，聲波速度及方向的改變會大於3%。在現場使用中，只有靠近被測物表面的幾厘米的氣流有可能大於20km/h，且垂直於測量方向，故對測量結果的影響可忽略。
（5）油霧的影響
只要防止油霧沉降在超聲換能器的有效表面上，就可避免它的影響。
 
回答者:宋治軒
2013-10-28
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❷ 超聲波怎麼產生的

1.要產生超聲波,一般都需要用到壓電陶瓷換能器
2.壓電陶瓷換能器裡面有兩個正負電極板,需要通電才能形成正壓電效應

❸ 超聲波感測器的工作原理

超聲波感測器的工作原理：
超聲波感測器由發送感測器(或稱波發送器)、接收感測器(或稱波接收器)、控制部分與電源部分組成。發送器感測器由發送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量並向空中輻射；而接收感測器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量，作為感測器接收器的輸出，從而對發送的超進行檢測.而實際使用中，用作發送感測器的陶瓷振子也可以用作接收器感測器社的陶瓷振子。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。

簡介：
超聲波感測器是利用超聲波的特性研製而成的感測器。超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好，能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波感測器可以對集裝箱狀態進行探測，可以應用於食品加工廠，實現塑料包裝檢測的閉環控制系統。超聲波感測器對透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質均能檢測。
主要應用：
超聲波感測技術應用在生產實踐的不同方面，而醫學應用是其最主要的應用之一，下面以醫學為例子說明超聲波感測技術的應用。超聲波在醫學上的應用主要是診斷疾病，它已經成為了臨床醫學中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優點是：對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的准確率高等。因而推廣容易，受到醫務工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基於不同的醫學原理，我們來看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個方法是利用超聲波的反射。當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質界面時，在該界面就產生反射回聲。每遇到一個反射面時，回聲在示波器的屏幕上顯示出來，而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。
在工業方面，超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。過去，許多技術因為無法探測到物體組織內部而受到阻礙，超聲波感測技術的出現改變了這種狀況。當然更多的超聲波感測器是固定地安裝在不同的裝置上，「悄無聲息」地探測人們所需要的信號。在未來的應用中，超聲波將與信息技術、新材料技術結合起來，將出現更多的智能化、高靈敏度的超聲波感測器。
超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。
超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。
超聲波距離感測器可以廣泛應用在物位（液位）監測，機器人防撞，各種超聲波接近開關，以及防盜報警等相關領域，工作可靠，安裝方便， 防水型，發射夾角較小，靈敏度高，方便與工業顯示儀表連接，也提供發射夾角較大的探頭。

❹ 超聲波是怎樣形成的簡要說明下超聲波感測器的發射和接收原理有哪些

當從超聲波發射探頭輸入頻率為40kHz的脈沖電信號時，壓電晶體因變形而產生振動，振動頻率在20kHz以上，由此形成了超聲波，該超聲波經錐形共振盤共振放大後定向發射出去；接收探頭接收到發射的超聲波信號後，促使壓電晶片變形而產生電信號，通過放大器放大電信號。

❺ 超聲波感測器的應用原理

超聲波感測器原理是怎樣的呢?請看下面詳細分析。

超聲波感測器採用了一種特殊的聲波傳送器，實現了聲波的交替發射和接收。傳送器發射出的超聲波被物體反射，然後由傳送器再次接收。聲波發射後，超聲波感測器將切換到接收模式。發射和接收之間所經過的時間與物體與感測器之間的距離成正比。

要搞清楚超聲波感測器原理先要來了解一下下面7點

1、數字輸出

感應必須在檢測區域內才能發生。可以利用感測器的電位計或電子自學習功能(自學習按鈕或外部自學習)調節所需要的感應范圍。如果在設定的區域內探測到物體，輸出狀態將發生變化，並通過集成LED實現可視化顯示。

2、目標物探測

聲波在硬表面上的反射效果最佳。目標物可能是固體、液體、顆粒或粉末。一般來說，超聲波感測器主要用於那些光學探測原理欠缺可靠性的物體檢測領域。

3、標准目標物

標准目標物定義為下述尺寸的正方形扁平物體：

15 x 15 mm (Sde最長250 mm)

30 x 30 mm (Sde最長1000 mm)

100 x 100 mm (Sde > 1000 mm

目標物在垂直於感測器軸的方向安裝。

4、尺寸

為確保可靠的物體檢測，反射信號必須足夠大。信號強度取決於物體的大小。使用標准物體，可實現完全檢測距離Sd。

5、表面

吸音材料的檢測將使最大感應距離降低。當物體的最大粗糙度不超過0.2mm時，可以獲得最大的感應距離。 典型的吸音材料包括：

泡沫橡膠

棉/毛/布/氈

多孔材料

6、聲波錐體縱面圖

表中所示聲波錐體縱面圖表示超聲波感測器的有效感應區域。圖形所示是短距離旁波瓣，拓寬了感測器的近距離擴散角。由於吸音和空氣擴散原因，旁波瓣在長距離處減小。大小、形狀、表面特性和目標物檢測方向對於超聲波感測器的側面檢測區域具有非常大的影響。整個產品系列採用相同的聲波錐體縱面圖，例如感應范圍相同的所有相關感測器均採用典型的100-1000
mm縱面圖，包括數字量和模擬量輸出。

7、測量方法

使用標准鋼制正方形目標物來確定典型聲波錐體縱面圖的形狀。

15 x 15 mm (Sde最長250 mm)

30 x 30 mm (Sde最長1000 mm)

100 x 100 mm (Sde > 1000 mm)

目標物與感測器的參考軸垂直，在不同距離處，均從側面接近。然後，用一根線連接測量點畫出聲波錐體縱面圖。在探測圓形或其他形狀的物體時，錐體形狀可能會發生變化。

❻ 超聲波感測器工作原理及應用

汽車電子測距方法一般分為四種形式:超聲波、激光、毫米波和CCD攝像機。測距感測器安裝在汽車的車道輔助系統、停車輔助系統、制動力輔助系統和主動巡航系統中，大多採用超聲波感測器。超聲波是指工作頻率在20kHz以上的機械波。超聲波感測器具有發射和接收聲波的雙重功能，因此被稱為集成感測器。

1.超聲波感測器的結構原理目前，壓電超聲波感測器常用於汽車上。超聲波感測器的關鍵部件是塑料或金屬外殼內的壓電晶元，它通過兩根導線與控制器連接，通過導線將發射的電信號和返回的電信號傳輸給控制器。壓電超聲感測器是通過壓電晶體的共振來工作的。超聲波感測器內部有兩個壓電晶片和一個共振板。脈沖信號施加到它的兩極。當其頻率等於壓電晶片的自然振盪頻率時，壓電晶片就會發生諧振，帶動共振板振動，從而產生超聲波。相反，如果在兩個電極之間沒有施加電壓，當共振板接收到回聲時，它迫使壓電晶片振動，並將機械能轉換成電信號，然後它就變成了超聲波接收器。

總之，超聲波感測器既能發射超聲波，又能接收超聲波。發射超聲波時，電能轉化為超聲波；當接收到回波時，它將超聲波的振動轉換成電信號，因此被稱為「超聲波換能器」

超聲波發射器向某個方向發射超聲波，同時開始計時。超聲波在空空氣中傳播，途中遇到障礙物立即返回。超聲波接收器在接收到反射波後立即停止計時。超聲波在空氣體中的傳播速度為340 m/s，根據定時器記錄的時間t，通過邏輯電路的處理和計算，可以計算出發射點與障礙物的距離，計算公式如下:

L=3401/2，其中L為測點與被測障礙物的距離；30是超聲波在空氣體中傳播的近似速度；1是超聲波遇到障礙物後從發射器到接收器的時間。
2.超聲波感測器功能性能特徵

由於圓形壓電晶片的結構特點，其發射的超聲波具有一定的指向性，波束的截面類似於橢圓，因此探測范圍有限，探測角度為水平面120°，垂直面60°。

超聲波感測器的優點

(1)結構簡單，製造方便，成本低。

②超聲波對雨雪霧有很強的穿透力，在惡劣天氣下也能工作。

③超聲對光和顏色不敏感，可用於識別透明和反射性差的物體。

④不易受環境電磁場干擾。

超聲波感測器的缺點

①測距速度不如激光測距和毫米波測距。

②超聲波有一定的擴散角，只能測量距離，不能測量方位，只能低速使用，汽車前後保險杠不同方位必須安裝多個超聲波感測器。③發射信號和餘震信號都會覆蓋或干擾回波信號，因此低於一定距離就會失去探測功能，這也是普通超聲波感測器的探測距離必須大於30cm的原因之一，如果小於這個距離，系統就無法探測到障礙物。因此，更好的解決方案是在安裝超聲波感測器的同時安裝攝像頭。

@2019

❼ 超聲波感測器原理講解

導語：超生波在現在人民生活當中的應用十分廣泛，比如聲吶的使用，其實聲吶的使用只是超聲波應用小小的一部分，超生波感測器在醫療上，可以檢測人身體的內部結構，在生產上可以用超生波檢測物體的表面光滑程度，在包裝上又可以檢測物體的包裝情況，怎麼樣介紹到這里，是不是你就會問了，關於超生波感測器它是如何來工作的呢?下面就由小兔為大家介紹關於超生波感測器工作的原理。

人們能聽到聲音是由於物體振動產生的，它的頻率在20HZ-20KHZ超聲波感測器范圍內，超過20KHZ稱為超聲波，低於20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪，有兩種形式：橫向振盪(橫波)及縱向振盪(縱波)。在工業中應用主要採用縱向振盪。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現象，並且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。利用超聲波的特

壓電晶體組成的超聲波感測器是一種可逆感測器，它可以將電能轉變成機械振盪而產生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發送器或接收

器。有的超聲波感測器既作發送，也能作接收。這里僅介紹小型超聲波感測器，發送與接收略有差別，它適用於在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類感測器適用於測距、遙控、防盜等用途。

該種有T/R-40-60，T/R-40-12等(其中T表示發送，R表示接收，40表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計)。另有一種密封式超聲波感測器(MA40EI型)。它的特點是具有防水作用(但不能放入水中)，可以作料位及接近開關用，它的性能較好。超聲波應用有三種基本類型，透射型用於遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關等;分離式反射型用於測距、液位或料位;反射型用於材料探傷、測厚等。由發送感測器(或稱波發送器)、

接收感測器(或稱波接收器)、控制部分與電源部分組成。發送器感測器由發送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量並向空中輻射;而接收感測器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量，作為感測器接收器的輸出，從而對發送的超進行檢測.而實際使用中，用作發送感測器的陶瓷振子也可以用作接收器感測器社的陶瓷振子。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。

怎麼樣了，關於超生波感測器的原理的介紹，不知道大家是否看懂了呢?如果你說看上去可能會特別難，其實在裡面細分出來讓大家看那就是更難了，關於超生波感測器的應用非常廣泛，如果有興趣的話大家可以到網上或是書店中購買相關的書籍，進行更細一步的學習。現在科技的不斷進步還有聲波牙刷等科技產品大家也可以到網上進行學習。好了關於超生波感測器的學習今天就介紹到這里了，謝謝大家的觀看。

❽ 超聲波感測器的工作原理是什麽

汽車已經成為大家出行的必備工具，當然汽車知識必不可少。為了讓大家更容易理解這些知識，今天，邊肖將向大家介紹關於超聲波感測器工作原理的問題。有興趣的話可能對你有幫助。
超聲波感測器的關鍵材料是壓電晶體和鎳鐵鋁合金。由壓電晶體構成的超聲波感測器是一種可逆感測器，可以將電能轉化為機械振盪，產生超聲波。同時，當它接收到超聲波時，也可以轉化為電能。超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號(通常是電信號)的感測器。超聲波是振動頻率高於20kHz的機械波。它具有頻率高，波長短，衍射現象小，特別是方向性好的特點，可以作為光線定向傳輸。超聲波對液體和固體都有很大的穿透力，特別是在陽光不透明的固體中。超聲波接觸雜質或界面時會引起顯著反射形成反射回波，接觸運動物體時會引起多普勒效應。超聲波感測器通過聲學介質對被檢測物體進行非接觸和無磨損檢測。超聲波感測器可以檢測透明或有色物體、金屬或非金屬物體、固體、液體和粉末物質。其檢測性能幾乎不受任何環境條件的影響，包括煙塵環境和雨天。

❾ 超聲波測距感測器的原理是什麼

1. 超聲波發生器

為了研究和利用超聲波，人們設計和製造了許多超聲波發生器。一般來說，超聲波發生器可以分為兩類:一類是電產生超聲波，另一類是機械產生超聲波。電方法有壓電、磁致伸縮、電等;機械方法有高爾通笛、水笛、氣笛。它們產生的超聲波的頻率、功率、聲波特性不同，所以它們的用途也不同。目前，比較常用的是壓電式超聲波發生器。

2. 壓電超聲發生器原理

壓電超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的共振來工作。超聲發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個諧振板。當脈沖信號作用於壓電晶片的兩極，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將產生共振，並驅動諧振板振動，產生超聲波。反之，如果兩電極之間不加電壓，當共振板接收到超聲波時，就會壓壓電片振動，將機械能轉化為電信號，從而成為超聲波接收器。

3.超聲波測距原理

超聲波發射器按一定方向發射超聲波，並與發射時間同時計時。超聲波在空氣中傳播，在途中遇到障礙物後立即返回。超聲波接收器接收到反射波後立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s。根據計時器記錄的時間t，可以計算出發射點到障礙物的距離s，即s=340t/2。這就是所謂的時差測距法。

超聲波測距的原理是使用空氣中超聲波的傳播速度是已知的,測量時間當聲波遇到障礙物後反射傳播,並計算實際距離的傳送點障礙基於發射和接收之間的時間差異。由此可見，超聲波測距原理與雷達測距原理是相同的。

測距公式表示為:L=C×T

式中，L為測量的距離長度;C為超聲波在空氣中的傳播速度;T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間值的一半)。

超聲波測距主要用於倒車提醒、建築工地、工業工地等場所的距離測量。目前距離測量范圍雖然可以達到100米，但測量精度只能達到厘米量級。

超聲波具有定向發射容易、方向性好、強度易於控制、不與被測物體直接接觸等優點，是一種理想的液體高度測量方法。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但目前國內超聲波測距專用集成電路只有厘米級的測量精度。