超聲波傳感器原理、特點及用途

超聲波傳感器是將超聲波信號轉換成其他能量信號（通常是電信號）的傳感器。超聲波是振動頻率高于20KHz機械波。它具有頻率高、波長短、繞射現象小的特點，特別是方向性好，可以成為輻射和定向傳播。超聲波具有很大的液體和固體滲透能力，特別是在陽光不透明的固體中。超聲波與雜質或界面接觸會產生顯著的反射，形成反射回波，與活性物體接觸會產生多普勒效應。超聲波傳感器廣泛應用于工業、國防、生物醫學等領域。

傳感器：能感覺到*的測量部件，并按照一定的規則轉換為可用的

信號的設備或設備通常由敏感元件和轉換元件組成。傳感器是一種檢測裝置，可以感受到測量信息，并將檢測到的信息轉換為電信號或其他形式的信息輸出，以滿足信息傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制的要求。它是實現自動檢測和自動控制的主要環節。

目前傳感器還沒有統一的分類方法，但常用的有三種:

1、可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成分等傳感器

2、按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器。

3.根據傳感器輸出信號的性質，可分為開關量(1、0或開、關)的開關傳感器；輸出為模擬傳感器；輸出為脈沖或代碼的數字傳感器。

在這里，我們主要介紹一種傳感器-超聲波傳感器，它廣泛應用于日常生活中，給人類社會帶來極大便利，以及它在倒車雷達中的應用。

超聲波傳感器是利用超聲波特性開發的傳感器。超聲波必須產生并接收超聲波作為檢測手段。完成此功能的裝置是超聲波傳感器，通常稱為超聲波傳感器或超聲波探頭。

超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既能發射超聲波，又能接收超聲波。超聲波探頭的核心是塑料外套或金屬外套中的壓電晶片。晶片的材料有很多種。超聲波傳感器的主要材料有壓電晶體(電致伸縮)和鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)。電致伸縮材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等等。由壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆傳感器，可以將電能轉化為機械振蕩，產生超聲波。同時，當它收到超聲波時，它也可以轉化為電能，因此它可以分為發送器或接收器。一些超聲波傳感器既可以發送也可以接收。超聲波傳感器由發送傳感器（或波發送器）、接收傳感器（或波接收器）、控制部件和電源部件組成。發送器傳感器由發送器和使用直徑為15mm陶瓷振子傳感器由陶瓷振子傳感器和放大電路組成，傳感器接收波產生機械振動，作為傳感器接收器的輸出，檢測發送的超聲波?？刂撇糠种饕刂瓢l送器發出的脈沖鏈頻率、空比、稀疏調制、計數和探測距離。

超聲波傳感器是利用超聲波特性開發的傳感器。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2萬Hz上述聲波每秒振動次數較高，超過人耳聽覺上限。人們稱這種聽不見的聲波為超聲波。

超聲波是彈性介質中的一種機械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫向振蕩）和縱向振蕩（縱向振蕩）?？v向振蕩主要用于工業中。超聲波可以在氣體、液體和固體中傳播，其傳播速度不同。此外，它還有折射和反射，并在傳播過程中衰減。

媒體中超聲波的反射、折射、衍射、散射等傳播規律與可聽聲波規律沒有本質區別。與可聽聲波相比，超聲波具有許多奇怪的特性：傳播特性──超聲波的衍射能力很差。它可以在均勻介質中直線傳播。超聲波的波長越短，這一特性就越明顯。功率特性──當聲音在空氣中傳播時，促進空氣中顆粒的往復振動，使顆粒工作。在相同的強度下，聲波的頻率越高，它的功率就越大。與普通聲波相比，超聲波的功率非常大?？栈饔茅ぉぎ敵暡ㄔ谝后w中傳播時，由于液體顆粒的劇烈振動，液體中會產生小空洞。這些小空洞迅速膨脹和關閉，會對液體顆粒產生劇烈的沖擊，從而產生數千到數萬個大氣壓的壓力。顆粒之間的劇烈相互作用會突然提高液體溫度，乳化兩種不溶性液體（如水和油），加速溶質的溶解和化學反應。超聲波在液體中引起的各種效應稱為超聲波空化。

(1)超聲波傳播時方向性強，能量容易集中；

（2）超聲波可以在各種媒體中傳播，并且可以傳播足夠遠的距離；(3)超聲波與傳聲媒體的相互作用適中，易于攜帶與傳聲媒體狀態相關的信息(診斷或對傳聲媒體產生影響)。

在以往的人類文明產業革命中，傳感技術一直扮演著先鋒的重要角色。它是貫穿各種技術和應用領域的關鍵技術，幾乎無處不在。

隨著傳感器技術的進步，傳感器將從簡單的判斷功能發展到學習功能，較終發展到創造力。展望新世紀的未來，超聲波傳感器作為一種非常重要和有用的新工具，將在各個方面都有很大的發展空間，并將朝著更高定位和高精度的方向發展。新的傳感器將在滿足日益增長的社會需求方面發揮更大的作用。