Baumer U500.D35-11198326 超聲波傳感器
Baumer U500.D35-11198326 超聲波傳感器
1.超聲波傳感器結(jié)構(gòu)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)射的電信號和返回的電信號都通過這兩根導(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)部有兩個壓電晶片和一個共振板,對它的兩極施加脈沖信號,當其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時,壓電晶片將發(fā)生共振,并帶動共振板振動,便產(chǎn)生超聲波。反之,如果兩電極間未施加電壓,當共振板接收到回波時,迫使壓電晶片振動,將機械能轉(zhuǎn)換為電信號,這時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,將電能轉(zhuǎn)換成超聲波;在收到回波時,將超聲波的振動轉(zhuǎn)換成電信號,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)射的同時開始計時,超聲波在空氣中傳播,途中碰到障礙物就立即返射回來,超聲波接收器收到反射波后立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m / s,根據(jù)計時器記錄的時間t,經(jīng)過邏輯電路的處理和計算,就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離(L),計算公式如下:
L=3401/2式中,L為測量點與被測障礙物之間的距離;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)歷的時間。
⒉超聲波傳感器功能性能特征
由于圓形壓電晶片的結(jié)構(gòu)特點,其發(fā)射出去的超聲波具有一定的指向性,波束的截面類似橢圓形,所以探測的范圍有一定限度,水平面的探測角度為120°,垂直面的探測角度為60°。
1)超聲波傳感器的優(yōu)點
①結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,成本較低。
②超聲波對雨、雪、霧的穿透力強,可以在惡劣天氣下工作。
③超聲波對光照和色彩不敏感,可以用于識別透明以及反射性差的物體。④不容易受環(huán)境電磁場的干擾。
(2)超聲波傳感器的缺點
①測距速度不如激光測距和毫米波測距。
②超聲波有一定的擴散角,只能測量距離,不可以測量方位,所以只能在低速(如泊車)時使用,而且必須在汽車的前、后保險杠不同方位上安裝多個超聲波傳感器。
③發(fā)射信號和余振的信號都會對回波信號造成覆蓋或者干擾,因此在低于某一距離后就會喪失探測功能,這就是普通超聲波傳感器的探測距離必須大于30cm的原因之一,若小于這個距離,則系統(tǒng)無法探測障礙物。因此,比較好的解決辦法是在安裝超聲波傳感器的同時安裝攝像頭。
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