超聲波感測器的優缺點,超聲波感測器的測量精度受到哪些因素影響

2022-01-07 15:46:02 字數 5084 閱讀 1696

1樓:齊大大一號

一、優點:超聲波具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。

超聲波碰到雜質或分介面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。基於超聲波特性研製的感測器稱為「超聲波感測器」,廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。

二、 缺點:由於壓電材料的居里點一般比較高,特別是診斷用超聲波探頭使用超聲波感測器功率較小,工作溫度比較低,可以長時間地工作而不失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高,需要單獨的製冷裝置。

靈敏度主要取決於製造晶片本身。機電耦合係數大,靈敏度高;反之,靈敏度低。

1、現在的超聲波感測器頻率都相對固定,例如40khz的感測器,只能用在38-42khz上,其它頻率的也類似,目前幾乎見不到頻域範圍廣的感測器,例如40khz~500khz這樣的產品;

2、驅動電壓較高,一般100vp-p到1500vp-p之間,在很多低壓裝置上需要脈衝變壓器升壓,但也會隨之帶來一些複雜問題。如果有3~5v低壓驅動(較大功率)的感測器就更好了;

3、靈敏度,最好能再高一些;

2樓:匿名使用者

超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的,它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大,尤其是在陽光不透明的固體中,它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分介面會產生顯著反射形成反射成回波,碰到活動物體能產生多普勒效應。

基於超聲波特性研製的感測器稱為「超聲波感測器」,廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。

缺點:由於壓電材料的居里點一般比較高,特別是診斷用超聲波探頭使用超聲波感測器功率較小,所以工作溫度比較低,可以長時間地工作而不失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高,需要單獨的製冷裝置。

靈敏度主要取決於製造晶片本身。機電耦合係數大,靈敏度高;反之,靈敏度低。

3樓:匿名使用者

您打算用在什麼方面?

廣泛的說:

1、現在的超聲波感測器頻率都相對固定,例如40khz的感測器,只能用在38-42khz上,其它頻率的也類似,目前幾乎見不到頻域範圍廣的感測器,例如40khz~500khz這樣的產品;

2、驅動電壓較高,一般100vp-p到1500vp-p之間,在很多低壓裝置上需要脈衝變壓器升壓,但也會隨之帶來一些複雜問題。如果有3~5v低壓驅動(較大功率)的感測器就更好了;

3、靈敏度,最好能再高一些;

總的來說,這些問題主要是由於超聲波感測器多采用壓電陶瓷材料的原因,其它材料或結構的超聲波感測器,目前在國內幾乎見不到。

再說適用性方面,超聲波用來檢測,一般適合12m以內的測距(極限25米),或者測厚度、探傷、b超等,都是很適合的,精度也很高。但是超過12米,例如1公里測距超聲波就很難做到了。

4樓:

總的來說,這些問題主要是由於超聲波感測器多采用壓電陶瓷材料的原因,其它材料或結構的超聲波感測器,目前在國內幾乎見不到。

再說適用性方面,超聲波用來檢測,一般適合12m以內的測距(極限25米),或者測厚度、探傷、b超等,都是很適合的,精度也很高。但是超過12米,例如1公里測距超聲波就很難做到了

紅外線感測器和超聲波感測器的優缺點

5樓:合夥人金林

熱型紅外感測器:優點是可常溫動作下操作,波長依存性並不存在,造價便宜;缺點是感度低、響應慢。

量子型紅外感測器:優點是感度高、響應快速;缺點是必須冷卻(液體氮氣) 、有波長依存性、**偏高。

超聲波感測器:優點是具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點;缺點是有三角誤差存在,容易受到噪音影響。

擴充套件資料

感測器使用環境注意事項:

1、高溫環境對感測器造成塗覆材料熔化、焊點開化、彈性體內應力發生結構變化等問題。對於高溫環境下工作的感測器常採用耐高溫感測器;另外,必須加有隔熱、水冷或氣冷等裝置。

2、在腐蝕性較高的環境下,如潮溼、酸性對感測器造成彈性體受損或產生短路等影響,應選擇外表面進行過噴塑或不鏽鋼外罩,抗腐蝕效能好且密閉性好的感測器。

參考資料

6樓:大禹電子

紅外容易受灰塵的干擾,強光的干擾。不過速度快。超聲波看測什麼介質,會受反射介面的干擾,灰塵的干擾等。

7樓:只為愛所有

紅外感測器

優:電路簡單,可以自幾做

缺點:受光線的影響大,不可測距,

超聲波感測器

優點:可以測量距離,受溫度影響小,較穩定

缺點:**相對較貴,大量用不現實,一般網上賣的超聲波模組測距最遠在3、4米

(如果用於尋跡的話,建議用開光管)

超聲波感測器的測量精度受到哪些因素影響

8樓:諾諾百科

如果說是測量精度的話,主要是受溫度,壓力,溼度,氣體成分的影響。溫度和氣體成分是影響最大的。粉塵,蒸汽等會影響測量範圍。

粉塵蒸汽大的環境,量程會大大的縮短。

對被測物要求:檢測時不接觸被測物,對被測物顏色。透明度無要求,被測物不能是聲音吸收材料(如海綿等),被測物形狀不能影響聲波的反射,如果被測物是聲音吸收材料或被測物形狀影響聲波的反射,則必須配反射器(可以是機器上任何平坦堅硬的部分)構成反射系統進行檢測。

組成部分

常用的超聲波感測器由壓電晶片組成,既可以發射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構,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(一個探頭髮射、一個探頭接收)等。

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,因此每個探頭的效能是不同的,我們使用前必須預先了解它的效能。

9樓:isweek工採網

超聲波感測器是將超聲波訊號轉換成其他能量訊號(通常是電訊號)的感測器。超聲波感測器利用聲波介質對被檢測物進行非接觸式無磨損的檢測。其中超聲波是振動頻率高於20khz的機械波。

它具有頻率高、波長短、繞射現象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。因此超聲波感測器對透明或有色物體,金屬或非金屬物體,固體、液體、粉狀物質均能檢測尤其是在陽光不透明的固體中。其檢測效能幾乎不受任何環境條件的影響,包括煙塵環境和雨天。

然而關於影響超聲波感測器測量精度的因素卻是多個方面的。接下來工釆網小編來具體介紹一下。

首先對於超聲波感測器而言,測量精度通常是指模擬輸出的測量值的絕對精度。基於回波傳輸時間,超聲波感測器的測量精度依靠數個物理引數。這些引數通常與空氣和內部偏差相關。

由於空氣溫度對超聲波感測器的測量精度有很大的影響。當超聲波脈衝的回波的傳播時間被測量後,感測器用聲速計算到目標物的距離。然而,由於空氣溫度的改變,聲速每kelvin改變0.

17%. 幾乎所有的倍加福超聲波感測器都有一個溫度探測器來彌補這種影響。因此這個探測器測量環境溫度,感測器修正測量值的相關溫度偏移。

例如:在室溫和較低的溫度下,溼度對聲速的影響可以忽略不計。然而,在高溫下,聲速隨著溼度的增高而增高。

其次超聲波感測器具有溫度補償的特性。那是因為超聲波感測器使用回波傳輸時間的方法原理,即測量超聲波脈衝發出和測得回波的時間間隔。超聲波感測器通過聲速來計算目標物的距離。

當聲音在空氣中傳播時,聲速在室溫下大概是344 m/s。該特效能使模擬量輸出型的超聲波感測器在一個寬溫度範圍內獲得高達0.6mm的重複精度。

其中聲速是依靠溫度來改變的,每升高一攝氏度改變約17%。因此,大多數的超聲波感測器配有溫度探測器用於測量距離的修正。這個補償可以在超聲波感測器從-25?

c 到+70? c工作範圍內執行,並得到±1.5%的測量精度。

除空氣溫度、溫度、溫度補償以外氣壓、氣流、 氣體型別、外部噪音等因素也會影響超聲波感測器的精度,相對於氣壓而言聲速在海平面和3000米海拔高度傳播時下降不到1%。指定位置的大氣波動可以忽略不計,對聲速的影響是難以衡量的。但是氣流對超聲波測量沒有影響。

那是因為如果目標物有標準反射板的反射特性,一般氣流(風)7kn(50-61.5 km/h)對超聲波測量沒有影響。當然暴風雨天氣或者颶風可能導致不穩定的測量(訊號衰減)。

目前在關於聲速的變化,沒有得出常規的結論。這是因為氣流方向和氣流速度時常改變。另一方面外部噪音也是影響超聲波精度的一個因素,由於外部噪音和被測目標物的回波是不同的,通常不會引起誤判。

如果幹擾源與超聲波感測器有同樣的頻率,內部噪音的振幅一定不會超過目標回聲的振幅。

無論是超聲波感測器本身還是周圍環境因素,都會影響距離測量的精確度,這時可以考慮採取一些措施,例如採用超聲波感測器 - mb7092

10樓:匿名使用者

對於超聲波感測器,測量精度通常是指模擬輸出的測量值的絕對精度。基於回波傳輸時間,超聲波感測器的測量精度依靠數個物理引數,這些引數通常與空氣和內部偏差相關。

空氣溫度

空氣溫度對超聲波感測器的測量精度有很大的影響。超聲波脈衝的回波的傳播時間被測量後,感測器用聲速計算到目標物的距離。然而,由於空氣溫度的改變,聲速每kelvin改變0.

17%. 幾乎所有的倍加福超聲波感測器都有一個溫度探測器來彌補這種影響。這個探測器測量環境溫度,感測器修正測量值的相關溫度偏移(詳見溫度補償)。

溼度在室溫和較低的溫度下,溼度對聲速的影響可以忽略不計。然而,在高溫下,聲速隨著溼度的增高而增高。

氣壓聲速在海平面和3000米海拔高度傳播時下降不到1%。指定位置的大氣波動可以忽略不計,對聲速的影響是難以衡量的。

氣流如果目標物有標準反射板的反射特性,一般氣流(風)7kn(50-61.5 km/h)對超聲波測量沒有影響。暴風雨天氣或者颶風可能導致不穩定的測量(訊號衰減)。

關於聲速的變化,沒有得出常規的結論。這是因為氣流方向和氣流速度時常改變。舉個例子,特別是熱的目標物,比如炙熱的金屬,可以引起嚴重的空氣擾動。

超聲波感測器的餘振為什麼越小越好?有什麼影響?

11樓:匿名使用者

餘振小,接收盲區會小些,防止發射出訊號沒回來,自身的餘震觸發了接收,出現了接收錯了,一般遠距離,調整時間延遲是可以的,但小距離,就要求餘振小些,不然處理起來很難,

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