超声波传感器特点：超声波传感器原理、特点及用途 第1张" title="超声波传感器特点：超声波传感器原理、特点及用途 第1张-传感器知识网"/>

超声波传感器特点：超声波传感器原理、特点及用途

常用的超声波传感器由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头发射、一个探头接收）等。

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等。对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。详细阅读>>

超声波传感器特点：超声波传感器原理、特点及用途_1

原标题：超声波传感器原理、特点及用途

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

超声波传感器的分类
传感器：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用

信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

目前对传感器尚无一个统一的分类方法，但比较常用的有如下三种：

1、按传感器的物理量分类，可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器

2、按传感器工作原理分类，可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。

3、按传感器输出信号的性质分类，可分为：输出为开关量（“1”和“0”或“开”和“关”）的开关型传感器；输出为模拟型传感器；输出为脉冲或代码的数字型传感器。

在这里，主要给大家介绍一种在日常生活中运用非常广泛的，给人类社会带来很大便利的传感器——超声波传感器以及其在倒车雷达上的应用。

超声波传感器基本介绍
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。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。有的超声波传感器既作发送，也能作接收。超声波传感器由发送传感器（或称波发送器）、接收传感器（或称波接收器）、控制部分与电源部分组成。发送器传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中幅射;而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波进行检测。控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。

超声波传感器工作原理
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。 声波是物体机械振动状态的传播形式。超声波是指振动频率大于Hz以上的声波，其每秒的振动次数很高，超出了人耳听觉的上限，人们将这种听不见的声波叫做超声波。

超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向振荡（纵波）。在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。

超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。

超声波的特点：
（1）超声波在传播时，方向性强，能量易于集中;

（2）超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离;（3）超声波与传声媒质的相互作用适中，易于携带有关传声媒质状态的信息（诊断或对传声媒质产生效应）。

在人类文明的历次产业革命中，传感技术一直扮演着先行官的重要角色，它是贯穿各个技术和应用领域的关键技术，在人们可以想象的所有领域中，它几乎无所不在。

随着传感器的技术进步，传感器将从具有单纯判断功能发展到具有学习功能，最终发展到具有创造力。在新的世纪展望未来，超声波传感器作为一种新型的非常重要有用的工具在各方面都将有很大的发展空间，它将朝着更加高定位高精度的方向发展。在满足日益发展的社会需求里，面貌一新的传感器将发挥更大的作用。返回搜狐，查看更多

责任编辑：

超声波传感器特点：超声波传感器有什么优缺点？

随着科技水平的高速发展，在现实生活中，我们不难发现超声波传感器的应用身影。超声波传感器由于具有测量精度高，运行稳定，且具有温度补偿功能等特点，既可测量液体物料，也可测量固体物料行业的物液位测量。
超声波虽然应用广泛但是俗话说的好金无足赤，人无完人。从大家以往对超声波传感器的了解和使用经验上来看，超声波传感器有没有什么优缺点呢，这些优缺点会不会给我们的生活带来一定的影响呢?这都是我们在深入了解超声波传感器时，需要注意的。下面针对这个问题进行了探究。
首先我们先来说说超声波传感器的工作原理：超声波是声波的一部分，是人耳听不见、频率高于20KHZ的声波，它和声波有共同之处，即都是由物质振动而产生的，并且只能在介质中传播；同时，它也广泛地存在于自然界，许多动物都能发射和接收超声波，其中以蝙蝠最为突出，它能利用微弱的超声回波在黑暗中飞行并捕捉食物。但超声还有它的特殊性质'如具有较高的频率与较短的波长，所以，它也与波长很短的光波有相似之处。
超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。
超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。构成晶片的材料可以有许多种。晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。超声波传感器的主要性能指标，包括；
（1）工作频率。工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。
（2）工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不产生失效。医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。
（3）灵敏度。主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
可见超声波传感器能够发出、接受并分析出我们人耳无法察觉到的声音。在检测方面利用超声波传感器能够做到超声波测距、超声波探伤等功能，可以用在探测海底沉船、敌方潜艇和显示金属内伤等方面。这些都能够应用于工业、农业、轻工业以及医疗等各技术领域，与我们的生活息息相关。

超声波传感器特点：超声波传感器的工作原理与功能介绍

汽车电子测量距离的方法一般分为超声波、激光、毫米波以及CCD摄像等4种形式。在汽车的车道辅助系统、泊车辅助系统、制动力辅助系统（BAS）以及主动巡航系统（ACC）中，都安装了测距传感器，它们大多数采用超声波传感器（俗称“电眼”）。超声波是指工作频率在20kHz以上的机械波。超声波传感器具有发射声波和接收声波的双重功能，被称为一体式传感器。

1.超声波传感器结构原理
目前汽车较为常用的是压电式超声波传感器。超声波传感器的关键部件是塑料或金属外壳内的压电晶片，它和控制器之间有两根线连接，发射的电信号和返回的电信号都通过这两根导线传输给控制器。
压电式超声波传感器是利用压电晶体的谐振工作的。超声波传感器的内部有两个压电晶片和一个共振板，对它的两极施加脉冲信号，当其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未施加电压，当共振板接收到回波时，迫使压电晶片振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。
总之，超声波传感器既能发射超声波，也能接收超声波。在发射超声波时，将电能转换成超声波；在收到回波时，将超声波的振动转换成电信号，所以被称为“超声波换能器”
超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返射回来，超声波接收器收到反射波后立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m／s，根据计时器记录的时间t，经过逻辑电路的处理和计算，就可以计算出发射点距障碍物的距离（L），计算公式如下：
L=3401/2式中，L为测量点与被测障碍物之间的距离；340为超声波在空气中传输的近似速度；1为超声波从发射器发出，到碰到障碍物后折回接收器所经历的时间。

（汽车维修技术网
2.超声波传感器功能性能特征
由于圆形压电晶片的结构特点，其发射出去的超声波具有一定的指向性，波束的截面类似椭圆形，所以探测的范围有一定限度，水平面的探测角度为120°，垂直面的探测角度为60°。

（1）超声波传感器的优点
①结构简单，制造方便，成本较低。
②超声波对雨、雪、雾的穿透力强，可以在恶劣天气下工作。
③超声波对光照和色彩不敏感，可以用于识别透明以及反射性差的物体。
④不容易受环境电磁场的干扰。

（2）超声波传感器的缺点
①测距速度不如激光测距和毫米波测距。
②超声波有一定的扩散角，只能测量距离，不可以测量方位，所以只能在低速（如泊车）时使用，而且必须在汽车的前、后保险杠不同方位上安装多个超声波传感器。
③发射信号和余振的信号都会对回波信号造成覆盖或者干扰，因此在低于某一距离后就会丧失探测功能，这就是普通超声波传感器的探测距离必须大于30cm的原因之一，若小于这个距离，则系统无法探测障碍物。因此，比较好的解决办法是在安装超声波传感器的同时安装摄像头。