传感与检测技术

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,传感与检测技术,超声波传感器,一、超声波传感器的基本原理,超声波传感器主要材料有压电晶体（电致伸缩）及镍铁铝合金（磁致伸缩）两类。电致伸缩的材料有锆钛酸铅（,PZT,）等。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。超声波传感器包括三个部分：超声换能器、处理单元和输出级。,首先处理单元对超声换能器加以电压激励，其受激后以脉冲形式发出超声波，接着超声换能器转入接受状态（相当于一个麦克风），处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析，判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是，就测量超声波的行程时间，根据测量的时间换算为行程，除以,2,，即为反射超声波的物体距离。,把超声波传感器安装在合适的位置，对准被测物变化方向发射超声波，就可测量物体表面与传感器的距离。,超声波传感器的基本构造,（,b,）,二、超声波传感器的应用,1.,超声波距离传感器技术的应用,超声波传感器包括三个部分,:,超声换能器、处理单元和输出级。首先处理单元对超声换能器加以电压激励,其受激后以脉冲形式发出超声波,接着超声换能器转入接受状态,处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析,判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是,就测量超声波的行程时间,根据测量的时间换算为行程,除以,2,即为反射超声波的物体距离。把超声波传感器安装在合适的位置,对准被测物变化方向发射超声波,就可测量物体表面与传感器的距离。超声波传感器有发送器和接收器,但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化,即在发射超声波的时候,将电能转换,发射超声波,;,而在收到回波的时候,则将超声振动转换成电信号。,2.,超声波传感器在医学上的应用,超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。超声波诊断的优点是,:,对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。,3.,超声波传感器在测量液位的应用,超声波测量液位的基本原理是,:,由超声探头发出的超声脉冲信号,在气体中传播,遇到空气与液体的界面后被反射,接收到回波信号后计算其超声波往返的传播时间,即可换算出距离或液位高度。超声波测量方法有很多其它方法不可比拟的优点,:(1),无任何机械传动部件,也不接触被测液体,属于非接触,式测量,不怕电磁干扰,不怕酸碱等强腐蚀性液体等,因此性能稳定、可靠性高、寿命长,;(2),其响应时间短可以方便的实现无滞后的实时测量。,4.,超声波传感器在测距系统中的应用,超声测距大致有以下方法,:,取输出脉冲的平均值电压,该电压,(,其幅值基本固定,),与距离成正比,测量电压即可测得距离,;,测量输出脉冲的宽度,即发射超声波与接收超声波的时间间隔,t,故被测距离为,S=1/2vt,。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法加以校正。超声波测距适用于高精度的中长距离测量。,谢,谢,THANK,