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標題: 超聲波傳感器的工作原理 [打印本頁]
作者: 歐沁機電    時間: 2025-3-28 13:34
標題: 超聲波傳感器的工作原理
超聲波傳感器是將超聲波信號轉(zhuǎn)換成其他能量信號（通常是電信號）的傳感器，其工作原理如下：
超聲波的產(chǎn)生
1.主要材料有壓電晶體及鎳鐵鋁合金兩類。由壓電晶體構(gòu)成的超聲波傳感器是可逆的，能將電能轉(zhuǎn)化為機械振蕩產(chǎn)生超聲波，接收到超聲波時也能轉(zhuǎn)化為電能。
2.具體來說，發(fā)射器中的壓電晶體在受到電壓激勵時，會發(fā)生振動，由此產(chǎn)生超聲波。超聲波是一種高頻聲波，其頻率一般在20kHz到200kHz之間，常見的超聲波傳感器發(fā)射的頻率在23 - 40kHz ，也有中心頻率高達200kHz的高頻性傳感器。當外加交變電壓的頻率等于壓電材料的固有頻率時會產(chǎn)生共振，此時產(chǎn)生的超聲波最強。
超聲波的傳播與反射
1.超聲波是振動頻率高于20kHz的機械波，具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小、方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點，對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大。
2.當超聲波傳感器向目標物體發(fā)射超聲波后，超聲波在介質(zhì)（通常是空氣）中傳播，遇到目標物體表面時，一部分聲波會被反射回來，形成反射波。
反射波的接收與處理
1.傳感器中的接收器模塊會接收到反射波，并將其轉(zhuǎn)化為電信號。接收器中的壓電晶體同樣會受到聲波的振動而產(chǎn)生電信號。
2.接收器將接收到的電信號傳遞給信號處理電路進行處理。信號處理電路首先會計算超聲波的傳播時間，通過知道聲速和傳播時間，就可以得到目標物體與傳感器之間的距離。計算公式為：距離（米）=（經(jīng)過的時間[秒] * 聲速[米/秒]）/ 2 ，在室溫下，空氣中聲速約為343米/秒 。
此外，一些先進的超聲波傳感器還會采用多普勒效應(yīng)來實現(xiàn)速度測量。當源波發(fā)射者和接收者相對于反射面或目標運動時，從反射波中可以觀察到頻率發(fā)生變化，通過反射波中的頻率變化，傳感器可以計算出目標物體的運動速度。

作者: 飄搖a    時間: 2025-4-24 16:51
這個討論非常及時，我也在考慮這個問題。
作者: 九月十四日    時間: 2025-4-25 19:19
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作者: ke0909    時間: 2025-12-7 07:50
您的每一個觀點都很有深度，我會仔細琢磨并應(yīng)用到實際中。



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