超聲波傳感器選擇

選擇超聲波傳感器，首先看清楚傳感器的說明書或用途，不同的超聲波傳感器的輸出頻率或信號(hào)類型是不同的！超聲波傳感器由發(fā)送傳感器（或稱波發(fā)送器）、接收傳感器（或稱波接shou器）、控制部分與電源部分組成。現(xiàn)在工業(yè)用的輸出的都是一束束的脈沖信號(hào)，其中信息內(nèi)容包括調(diào)制信號(hào)、載聘，裁聘除了具有裁波的作用外還具有加密或同別的信號(hào)隔離或抗干擾之用，調(diào)制信號(hào)包含數(shù)據(jù)位等工作信息。所有不是說按照沒有波形或波形不連續(xù)等判斷傳感器的好壞。你可以在信號(hào)的輸出端用計(jì)數(shù)器分頻后用耳機(jī)就會(huì)聽到有無信號(hào)輸出，若有說明超聲波發(fā)射沒問題。

上述說的是工作在開關(guān)或脈沖狀態(tài)下的超聲波，一般用來定位用，還有一種類似雷達(dá)的用來測(cè)速的工作在線性取，其輸出時(shí)模擬信號(hào)，一般直接用頻率決定量值，由于不抗干擾用的少。

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動(dòng)頻 率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵(lì)下發(fā)生振動(dòng)產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生效應(yīng)。因此超聲波檢測(cè)廣泛應(yīng)用在工業(yè)、、生物醫(yī)學(xué)等方面以超聲波作為檢測(cè)手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習(xí)慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。統(tǒng)計(jì)，截至2015年底，我國從事傳感器生產(chǎn)和研發(fā)的企、事業(yè)單位共1700余家，從事MEMS研制、生產(chǎn)的企業(yè)有170余家，其中中小型企業(yè)占比約94%。

超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）、雙探頭（一個(gè)探頭反射、一個(gè)探頭接收）等。

我們都知道超聲波傳感器分為發(fā)射、接收、收發(fā)一體3種，但發(fā)射和接收的原理分別是怎樣的呢？發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生超聲波的，就是在發(fā)射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號(hào)，就可以產(chǎn)生超聲波。當(dāng)從超聲波發(fā)射傳感器輸入頻率為40KHz的脈沖電信號(hào)時(shí)，壓電晶體會(huì)因變形而產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)頻率在20KHz以上，由此形成了超聲波。那么該超聲波經(jīng)錐形共振盤共振放大后定向發(fā)射出去；接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號(hào)后，促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號(hào)，通過放大器放大電信號(hào)。

發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生超聲波的，就是在發(fā)射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號(hào)，就可以產(chǎn)生超聲波。可以考慮利用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然功率不大的可以用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

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(fā)射式的傳感器本身發(fā)射超聲波，再接受反饋的超聲波；接收式的傳感器本身不發(fā)射超聲波，是通過傳感器接收超聲波，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行測(cè)量。

為獲取數(shù)據(jù)，在2013年，就有國家提出“萬億傳感器革命”的口號(hào)，旨在推動(dòng)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)中每年使用1萬億個(gè)傳感器，預(yù)計(jì)在2030年后將100萬億傳感器嵌入到各種場(chǎng)所，可以預(yù)見，在不久的將來，我們身邊將到處布滿傳感器，再把大量傳感器采集的數(shù)據(jù)與開放數(shù)據(jù)等組合，依托人工智能等技術(shù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，就會(huì)產(chǎn)生價(jià)值更高的數(shù)據(jù)。把超聲波傳感器安裝在合適的位置，對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物變化方向發(fā)射超聲波，就可測(cè)量物體表面與傳感器的距離。

多年以來，傳感器市場(chǎng)規(guī)模也是呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，傳感器產(chǎn)業(yè)迎來了巨大的發(fā)展契機(jī)，以及隨著從事傳感器技術(shù)研發(fā)的機(jī)構(gòu)和投入不斷增多，傳感器技術(shù)也取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。