超聲波傳感器測(cè)距方法詳解
2021-01-20來源:網(wǎng)絡(luò)作者:網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽:超聲波傳感器
在日常生產(chǎn)生活中,超聲波測(cè)距傳感器主要應(yīng)用于汽車的倒車?yán)走_(dá)、及機(jī)器人自動(dòng)避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)例如:液位、井深、管道長(zhǎng)度等需要自動(dòng)進(jìn)行非接觸測(cè)距的場(chǎng)合。目前有兩種常用的超聲波測(cè)距方案。一種是基于單片機(jī)或者嵌入式設(shè)備的超聲波測(cè)距系統(tǒng),一種是基于CPLD(Complex Programmable Logic Device)的超聲波測(cè)距系統(tǒng)。想要了解超聲波測(cè)距傳感器的相關(guān)應(yīng)用設(shè)計(jì)首先我們必須了解超聲波傳感器測(cè)距的工作原理。超聲波傳感器測(cè)距工作原理超聲波傳感器測(cè)距工作原理超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)(通常是電信號(hào))的傳感器。超聲波是指頻率大于20 kHz的在彈性介質(zhì)中產(chǎn)生的機(jī)械震蕩波,其具有指向性強(qiáng)、能量消耗緩慢、傳播距離相對(duì)較遠(yuǎn)等特點(diǎn),因此常被用于非接觸測(cè)距。由于超聲波對(duì)液體、固體的穿透本領(lǐng)很大,尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會(huì)產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波,碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。,因此超聲波測(cè)距對(duì)環(huán)境有較好的適應(yīng)能力,此外超聲波測(cè)量在實(shí)時(shí)、精度、價(jià)格也能得到很好的折衷。目前超聲波測(cè)距的方法有多種:如往返時(shí)間檢測(cè)法、相位檢測(cè)法、聲波幅值檢測(cè)法。其原理是超聲波傳感器發(fā)射一定頻率的超聲波,借助空氣媒質(zhì)傳播,到達(dá)測(cè)量目標(biāo)或障礙物后反射回來,經(jīng)反射后由超聲波接收器接收脈沖,其所經(jīng)歷的時(shí)間即往返時(shí)間,往返時(shí)間與超聲波傳播的路程的遠(yuǎn)近有關(guān)。測(cè)試傳輸時(shí)間可以得出距離例如:假定s為被測(cè)物體到測(cè)距儀之間的距離,測(cè)得的時(shí)間為t/s,超聲波傳播速度為v/m·s-1表示,則有關(guān)系式(1)s=vt/2 (1)在精度要求較高的情況下,需要考慮溫度對(duì)超聲波傳播速度的影響,按式(2)對(duì)超聲波傳播速度加以修正,以減小誤差。v=331.4+0.607T (2)式中,T為實(shí)際溫度單位為℃,v為超聲波在介質(zhì)中的傳播速度單位為m/s。超聲波測(cè)距傳感器工作原理超聲波測(cè)距傳感器工作原理超聲波測(cè)距原理是通過超聲波發(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時(shí)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)。而超聲波測(cè)距傳感器,采用超聲波回波測(cè)距原理,運(yùn)用精確的時(shí)差測(cè)量技術(shù),檢測(cè)傳感器與目標(biāo)物之間的距離,采用小角度,小盲區(qū)超聲波傳感器,具有測(cè)量準(zhǔn)確,無接觸,防水,防腐蝕, 低成本等優(yōu)點(diǎn)。超聲波測(cè)距傳感器常用的方式是1個(gè)放射頭對(duì)應(yīng)1個(gè)接收頭,也是多個(gè)發(fā)射頭對(duì)應(yīng)1個(gè)接收頭基于超聲波測(cè)距的簡(jiǎn)單、易于操作和無損傷等特點(diǎn)所以要測(cè)得超聲波往返的時(shí)間,即可求得距離。這就是超聲波測(cè)距傳感器的工作原理。對(duì)于超聲波測(cè)距工釆網(wǎng)小編向大家推薦一款韓國Hagisonic 超聲波測(cè)距傳感器模塊 - HG-C40U。超聲波測(cè)距傳感器模塊超聲波測(cè)距傳感器模塊擁有兩種可選傳輸模式,分別是自由運(yùn)行模式:有電源時(shí),傳感器自身發(fā)送觸發(fā)和突發(fā)信號(hào)(用于基本應(yīng)用);外部觸發(fā)模式:外部系統(tǒng)(控制器或處理器電路)控制觸發(fā)信號(hào)用于高級(jí)應(yīng)用,這兩種模式適用于各種用途,此外該傳感器還涉及兩種輸入電源一種是低壓(5V)適用于處理器電路另一種是高壓(12V)適用于控制器可測(cè)量到障礙物的距離為3.5m (at 5V)、5m (at 12V),并用UART通訊發(fā)送數(shù)據(jù),分辨率在5mm以內(nèi)。另一方面在各種場(chǎng)合用戶可根據(jù)自身環(huán)境選擇不同的設(shè)置模式比如自由運(yùn)行/ UART觸發(fā)/外部觸發(fā)設(shè)置等,同時(shí)也可根據(jù)測(cè)UART通訊波特率設(shè)定決定是否設(shè)置使用環(huán)形緩沖區(qū),輸出信號(hào)具有高性能ASIC芯片,保證穩(wěn)定傳輸、靈敏接收等特點(diǎn),因此傳感器到PC的通訊使用‘接口板’(RS232,功率調(diào)節(jié)器)數(shù)據(jù)顯示使用PC上的監(jiān)控程序(可用超級(jí)終端)可以將實(shí)際接收的超聲波實(shí)時(shí)放大用UART(ASCII, mm)輸出距離數(shù)在根據(jù)實(shí)時(shí)將探測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)為TTL電平矩形信號(hào)(方波);
上一篇:超聲波傳感器的介紹
- 版權(quán)與免責(zé)聲明:凡本網(wǎng)注明“來源:智慧城市網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-智慧城市網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品, 未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:智慧城市網(wǎng)”。違反上 述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
- 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源(非智慧城市網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行 為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí),必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。