硬件型号:Risym HC-SR04


系统版本:传感器系统

 

超声波传感器的工作原理

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。