晋中抗干扰超声波传感器

在日常生产生活中，超声波测距传感器主要应用于汽车的倒车雷达、及机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等需要自动进行非接触测距的场合。目前有两种常用的超声波测距方案。一种是基于单片机或者嵌入式设备的超声波测距系统，一种是基于CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)的超声波测距系统。想要了解超声波测距传感器的相关应用设计首先我们必须了解超声波传感器测距的工作原理。超声波传感器测距工作原理超声波传感器测距工作原理超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是指频率大于20kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生***反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。，因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。目前超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波。在使用超声波传感器时，应注意其工作频率和检测距离，以确保其适用于所需的应用场景。晋中抗干扰超声波传感器

2）产品应用领域机器人避障、物体测距、液位检测、公共安防、停车场检测。（3）主要技术参数（4）接线方式及工作原理接线方式：VCC、trig(控制端)、echo(接收端)、GND。如图4所示，超声波传感器基本工作原理如下：采用IO口TRIG触发测距，给大于10us的高电平信号；模块自动发送8个40KHz的方波,自动检测是否有信号返回；有信号返回，通过IO口ECHO输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间。测试距离=(高电平时间*声速(340m/s))/2。图4传感器的方向图（5）控制方式本模块使用方法简单，通过嵌入式微处理器控制口发一个10us以上的高电平，启动超声波传感器模块发出8个40KHz的周期电平。然后开启定时器，再延时100us左右以避免发射探头的余振的干扰。接着通过在while循环中查询外部中断是不是已经捕获到回波信号，一旦检测到有回波信号则输出回响信号。回响信号的脉冲宽度与所测的距离成正比。由此通过发射信号到接收到的回响信号的时间间隔就可以计算得到距离。如图5所示为超声测距模块的时序图，根据时序图，可以知道，回响信号的高电平就是我们用来测量距离的重要指标，通过距离与速度和时间的关系，从而求得相应的距离。珠海超声波传感器直销超声波传感器具有快速的响应时间，可以实时监测产品的变化，并及时反馈测量结果，提高生产效率。

控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比、稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。超声波传感器电源可用DC12V±10%或24V±10%。5.超声波探头超声波换能器又称超声波探头。超声波换能器有压电式、磁致伸缩式、电磁式等数种，在检测技术中主要采用压电式。由于其结构不同，换能器又分为直探头、斜探头、双探头、表面波探头、聚焦探头、冲水探头，等等。本文以固体传导介质为例，简要介绍以下三种探头。（1）单晶直探头。俗称直探头，其压电晶片采用PZT压电陶瓷制作。发射超声波时，将500V以上的高压电脉冲加到压电晶片上，利用逆压电效应，使晶片发射出一束频率落在超声波范围内、持续时间很短的超声振动波，垂直投射到试件内。假设该试件为钢板，而其底面与空气交界，到达钢板底部的超声波绝大部分能量被底部界面所反射。反射波经过一短暂的传播时间回到压电晶片。再利用压电效应，晶片将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。（2）双晶直探头。由两个单晶探头组合而成，装配在同一个壳体内，其中一片晶片发射超声波，另一片晶片接收超声波。双晶探头的结构虽然复杂一些，但检测精度比单晶直探头高，且超声信号的反射和接收的控制电路较单晶直探头简单。。

  或者超声探头。超声波传感器主要由双压电晶片振子、圆锥共振板和电极等部分构成。两电极间加上一定的电压时压电晶片就会被压缩产生机械形变，撤去电压后压电晶片恢复原状。若在两极间按照一定的频率加上电压，则压电晶片也会保持一定的频率振动。经试验测得此型号压电晶片的固有频率为，则在两极外加频率为40KHz的方波脉冲信号，此时压电晶片产生共振，向外发射出超声波。同理，没有外加脉冲信号的超声波传感器在共振板接收到超声波时也会产生共振，在两极间产生电信号。超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。超声探头的**是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标，包括：(1)工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量**大。超声波传感器可以用于测量物体的振动，例如在机械设备中用于监测设备的运行状态。

   在距表面1/4波长深处振幅**强，随着深度的增加很快衰减，实际上离表面一个波长以上的地方，质点振动的振幅已经很微弱了。另外，超声波也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。在空气中传播超声波，其频率较低，，一般为几十KHz，而在固体、液体中则频率可用得较高。在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。利用超声波的特性，可做成各种超声传感器，配上不同的电路，制成各种超声测量仪器及装置，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，并在通讯、医疗、家电、***、工业、农业等各方面得到广泛应用。能够产生超声波的方法很多，常用的有压电效应方法、磁致伸缩效应方法、静电效应方法和电磁效应方法等。当给压电晶片两极施加一个电压短脉冲时,由于逆压电效应，晶片将发生弹性形变而产生弹性振荡。振荡频率与晶片的厚度和声速有关,适当选择晶片的厚度可以得到超声频率范围的弹性波,即超声波。此种方式发射出的是一个超声波波包，通常称为脉冲波。超声波测距超声波测距系统主要应用于汽车的倒车雷达、及机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等场合。目前有两种常用的超声波测距方案。还在为精细测距发愁？超声波传感器，高精度测量，无论是短距离还是长距离，都能精细把握！台州MA矿用超声波传感器

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  无信号时输出高电平)，具有很好的灵敏度和较强的抗干扰能力。适当更改电容C4的大小，可以改变接收电路的灵敏度和抗干扰能力。图8超声波接收电路图9给出了超声测距模块的电路。图10超声波收发电路超声波测距模块的影响因素超声波传感器应用起来原理简单，也很方便，成本也很低。但是目前的超声波传感器都有一些缺点，比如，反射问题，噪音，交叉问题。1.反射问题如果被探测物体始终在合适的角度，那超声波传感器将会获得正确的角度。但是不幸的是，在实际使用中，很少被探测物体是能被正确的检测的。其中可能会出现几种误差：1)三角误差当被测物体与传感器成一定角度的时候，所探测的距离和实际距离有个三角误差。2)镜面反射这个问题和高中物理中所学的光的反射是一样的。在特定的角度下，发出的声波被光滑的物体镜面反射出去，因此无法产生回波，也就无法产生距离读数。这时超声波传感器会忽视这个物体的存在。3)多次反射这种现象在探测墙角或者类似结构的物体时比较常见。声波经过多次反弹才被传感器接收到，因此实际的探测值并不是真实的距离值。这些问题可以通过使用多个按照一定角度排列的超声波圈来解决。通过探测多个超声波的返回值，用来筛选出正确的读数。。晋中抗干扰超声波传感器