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超聲波距離傳感器技術原理

　　超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標包括：

　?。?）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量大，靈敏度也高。

　?。?）工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不產生失效。超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。

　　（3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

超聲波是物體機械振動狀態的傳播形式。超聲波是指振動頻率大于20000Hz以上的聲波，其每秒的振動次數很高，超出了人耳聽覺的上限，人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲波是一種在彈性介質中的機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。在工業中應用主要采用縱向振蕩。傳感器及其解決方案可以不斷電判斷用戶的身體與生活狀態、深度學習用戶的喜好，連續監測用戶的生命特征的信號、監控家居設備狀態以及室內外的環境與天氣，這對智能家居實現真正的人性化創造了基礎。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，并且在傳播過程中有衰減。超聲波在媒質中的反射、折射、衍射、散射等傳播規律，與可聽聲波的規律并沒有本質上的區別。

我們都知道超聲波傳感器分為發射、接收、收發一體3種，但發射和接收的原理分別是怎樣的呢？當從超聲波發射傳感器輸入頻率為40KHz的脈沖電信號時，壓電晶體會因變形而產生振動，振動頻率在20KHz以上，由此形成了超聲波。那么該超聲波經錐形共振盤共振放大后定向發射出去；超聲波傳感器在測距系統中的應用超聲測距大致有以下方法：①取輸出脈沖的平均值電壓，該電壓（其幅值基本固定）與距離成正比，測量電壓即可測得距離。接收傳感器接收到發射的超聲波信號后，促使壓電晶片變形而產生電信號，通過放大器放大電信號。

發射頭是利用壓電效應來實現產生超聲波的，就是在發射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號，就可以產生超聲波?？梢钥紤]利用單片機來實現，當然功率不大的可以用單片機來實現。

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。發射式的傳感器本身發射超聲波，再接受反饋的超聲波；接收式的傳感器本身不發射超聲波，是通過傳感器接收超聲波，將其轉換成電信號，進行測量。