超聲波傳感器的工作原理

硬件型號(hào)：Risym HC-SR04

系統(tǒng)版本：傳感器系統(tǒng)

超聲波傳感器的工作原理

目前汽車較為常用的是壓電式超聲波傳感器。超聲波傳感器的關(guān)鍵部件是塑料或金屬外殼內(nèi)的壓電晶片，它和控制器之間有兩根線連接，發(fā)射的電信號(hào)和返回的電信號(hào)都通過(guò)這兩根導(dǎo)線傳輸給控制器。

壓電式超聲波傳感器是利用壓電晶體的諧振工作的。超聲波傳感器的內(nèi)部有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板，對(duì)它的兩極施加脈沖信號(hào)，當(dāng)其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未施加電壓，當(dāng)共振板接收到回波時(shí)，迫使壓電晶片振動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，這時(shí)它就成為超聲波接收器了。

總之，超聲波傳感器既能發(fā)射超聲波，也能接收超聲波。在發(fā)射超聲波時(shí)，將電能轉(zhuǎn)換成超聲波;在收到回波時(shí)，將超聲波的振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，所以被稱為“超聲波換能器”。

超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返射回來(lái)，超聲波接收器收到反射波后立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m / s,根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，經(jīng)過(guò)邏輯電路的處理和計(jì)算，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離（L)，計(jì)算公式如下:

L=3401/2式中，L為測(cè)量點(diǎn)與被測(cè)障礙物之間的距離;340為超聲波在空氣中傳輸?shù)慕扑俣?1為超聲波從發(fā)射器發(fā)出，到碰到障礙物后折回接收器所經(jīng)歷的時(shí)間。