超声波传感器选读.pptxVIP

第四章 超声传感器及应用技术;第五章 超声波传感器及应用技术;教学重点： 1、超声波传感器特点与选用； 2、超声波传感器原理及接口电路设计方法。;问题思考： 1、超声波传感器的作用是什么？ 2、常用的超声波传感器有哪些种？各自的原理是什么? 3、何为压电效应？超声波有哪些特性? 4、超声波传感器的组成包括哪几个部分？ 5、超声波传感器的原理是什么？其应用场合有哪些? 6、举出10种以上超声波传感器的应用场景。;第一节 超声波传感器定义与分类 — 超声波传感器概述 — 超声波传感器分类、结构与特性 第二节 超声波传感器工作原理 —超声波传感器的组成 —超声波传感器发射电路 —超声波传感器接收电路 第三节 超声波传感器应用电路分析与训练 — 倒车雷达系统电路设计与调试 — 液位测量系统电路设计与调试 ;第一节 超声波传感器定义与分类;1830年法国Savart;蝙蝠的飞行本领;2、超声波是频率大于20k赫兹的声波。;第一节 超声波传感器定义与分类;4、超声波的反射和折射; 5、超声波的衰减 声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减，其衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关。其声压和声强的衰减规律为 ; 声波在介质中传播时，能量的衰减决定于声波的扩散、散射和吸收。 在理想介质中，声波的衰减仅来自于声波的扩散， 即随声波传播距离增加而引起声能的减弱。 　　散射衰减是指超声波在介质中传播时，固体介质中的颗粒界面或流体介质中的悬浮粒子使声波产生散射，其中一部分声能不再沿原来传播方向运动，而形成散射。散射衰减与散射粒子的形状、尺寸、数量、 介质的性质和散射粒子的性质有关。 　　吸收衰减是由于介质粘滞性，使超声波在介质中传播时造成质点间的内摩擦，从而使一部分声能转换为热能，通过热传导进行热交换，导致声能的损耗。 ;第一节 超声波传感器定义与分类; 压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。 当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。依据电介质压电效应研制的一类传感器称为压电传感器。; 压电效应有正向压电效应和逆向压电效应。 超声波发送器是利用逆向压电效应制成——即在压电元件上施加电压，元件就变形（也称应变）引起空气振动产生超声波，超声波以疏密波形式传播，传送给超声波接收器。 超声波接收器是利用正向压电效应制成——即接收到的超声波促使接收器的振子随着相应频率进行振动，由于存在正向压电效应，就产生与超声波频率相同的高频电压。 当然这种电压非常小，必须采用放大器进行放大。;3、超声波传感器的结构;空气中用超声波传感器的结构;3、超声波传感器的结构;4、超声波传感器的特性 ;(2) 指向性特性;(3) 阻抗特性;通常发送传感器工作于输出最大的串联谐振频率，而接收传感器工作于接收灵敏度最高的并联谐振频率；通过实验发现，发送传感器的串联谐振频率与接收传感器的并联谐振频率几乎一致。 因此超声波传感器在实际应用时，都是在谐振频率附近使用。超声波接收头必须采用与发射头对应的型号，关键是谐振频率要一致，否则将因无法产生共振而影响接收效果，甚至无法接收。 另外，超声波传感器具有高阻特性，驱动电流小，要求驱动电压较高，是电压驱动型传感器。 ;5、 性能指标;超声波传感器-性能参数;第二节 超声波传感器工作原理;第二节 超声波传感器工作原理;第二节 超声波传感器工作原理;第二节 超声波传感器工作原理;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训练;第三节超声波传感器应用电路分析与训