之前一篇文章我們就曾講述到光學(xué)傳感的信息，這次小編就為大家講述一下有關(guān)于聲波傳感的一些信息。當(dāng)然光學(xué)有光學(xué)的優(yōu)點(diǎn)和用處。聲波也有自己的優(yōu)點(diǎn)和用處。光學(xué)主要是檢測外部環(huán)境的變化。而聲波則是檢測外部環(huán)境的真實(shí)情況。各有所長，這次我們所要講述的聲波就在測距中有著重要的作用。接下來小編就為大家簡單的講述一下有關(guān)于超聲波測距儀的一些信息。

工作原理

1、超聲波發(fā)生器

為了研究和利用超聲波，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制成了許多超聲波發(fā)生器。總體上講，超聲波發(fā)生器可以分為兩大類：一類是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，一類是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波。電氣方式包括壓電型、磁致伸縮型和電動型等;機(jī)械方式有加爾統(tǒng)笛、液哨和氣流旋笛等。它們所產(chǎn)生的超聲波的頻率、功率和聲波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器。

2、壓電式超聲波發(fā)生器原理

壓電式超聲波發(fā)生器實(shí)際上是利用壓電晶體的諧振來工作的。超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示，它有兩個(gè)壓電晶片和一個(gè)共振板。當(dāng)它的兩極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時(shí)，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時(shí)，將壓迫壓電晶片作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時(shí)它就成為超聲波接收器了。

3、超聲波測距原理

超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計(jì)時(shí)器記錄的時(shí)間t，就可以計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離(s)，即：s=340t/2 。

這就是所謂的時(shí)間差測距法。超聲波測距的原理是利用超聲波在空氣中的傳播速度為已知，測量聲波在發(fā)射后遇到障礙物反射回來的時(shí)間，根據(jù)發(fā)射和接收的時(shí)間差計(jì)算出發(fā)射點(diǎn)到障礙物的實(shí)際距離。由此可見，超聲波測距原理與雷達(dá)原理是一樣的。

主要應(yīng)用

超聲波測距主要應(yīng)用于倒車提醒、建筑工地、工業(yè)現(xiàn)場等的距離測量。

超聲波在氣體、液體及固體中以不同速度傳播，定向性好、能量集中、傳輸過程中衰減較小、反射能力較強(qiáng)。超聲波能以一定速度定向傳播、遇障礙物后形成反射，利用這一特性，通過測定超聲波往返所用時(shí)間就可計(jì)算出實(shí)際距離，從而實(shí)現(xiàn)無接觸測量物體距離。超聲波測距迅速、方便，且不受光線等因素影響，廣泛應(yīng)用于水文液位測量、建筑施工工地的測量、現(xiàn)場的位置監(jiān)控、振動儀車輛倒車障礙物的檢測、移動機(jī)器入探測定位等領(lǐng)域。本文設(shè)計(jì)的數(shù)字式超聲波測距儀通過對超聲波往返時(shí)間內(nèi)輸入到計(jì)數(shù)器特定頻率的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，進(jìn)而顯示對應(yīng)的測量距離。

雖然說超聲波測距在我們的生活中利用的是相當(dāng)?shù)膹V泛。但是超聲波測距這種方法也是具有一定的局限性的。學(xué)過物理的都知道，聲波的傳遞是需要介質(zhì)的，然而在太空這個(gè)正空的環(huán)境中，我們是無法找到可以使聲波傳遞的有效介質(zhì)。這個(gè)時(shí)候人們就可以使用光學(xué)測距傳感儀器。人們也根據(jù)光的這種特性發(fā)明了一個(gè)長度單位-光年。所謂光年就是光走一年的距離?？上攵?，是一個(gè)相當(dāng)大的物理單位。