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：

（1）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。

（2）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(chǎn)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(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測手段，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，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。 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。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。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。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(shù)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。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。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。發(fā)送器傳感器由發(fā)送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉(zhuǎn)換成超能量并向空中輻射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產(chǎn)生機械振動，將其變換成電能量，作為傳感器接手器的輸出，從而對發(fā)送的超聲波進行檢測?？刂撇糠种饕獙Πl(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計數(shù)及探測距離等進行控制。

各種高科技產(chǎn)品應運而生，傳感器成為智能工業(yè)不可缺少的關鍵元器件.經(jīng)過幾年的發(fā)展，我國傳感器產(chǎn)業(yè)格局逐步形成。加之今年“環(huán)保熱”的不斷升溫。表示，沒有傳感器，智能工業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)將會是無稽之談，智能制造等實體經(jīng)濟也是泡沫般存在。

隨著2017年地方兩會的落幕，大氣污染防治、水環(huán)境治理、土壤治理在地方政府工作報告中實現(xiàn)了全覆蓋。治霾、落實河長制、對環(huán)境wei法行為“零容忍”等，成為兩會期間的高頻詞。加之近年來也相繼出臺了“氣十條”、“水十條”和“土十條”等環(huán)境保護措施。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，智能手機、可穿戴設備、智能硬件以及智能家電等與人們生活息息相關的產(chǎn)品逐步走上互聯(lián)互通的道路，這些都為智能家電的發(fā)展創(chuàng)造了全新的空間。毋庸置疑，環(huán)境保護已成為重要民生問題，經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護相得益彰，才能走可持續(xù)發(fā)展之路。

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，旨在推動社會基礎設施和公共服務中每年使用1萬億個傳感器，預計在2030年后將100萬億傳感器嵌入到各種場所，可以預見，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進行大數(shù)據(jù)分析，就會產(chǎn)生價值更高的數(shù)據(jù)。對于不同粒徑的顆粒物（如PM10和PM2．5），其能夠輸出多個不同的信號加以區(qū)分。

多年以來，傳感器市場規(guī)模也是呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，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，以及隨著從事傳感器技術研發(fā)的機構和投入不斷增多，傳感器技術也取得了突飛猛進的發(fā)展。