1.引言隨著自動(dòng)化等新技術(shù)的發(fā)展,傳感器的使用數(shù)量越來越大,一切現(xiàn)代化儀器、設(shè)備都離不開傳感器。在工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中,用各種傳感器來監(jiān)測(cè)和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù),如溫度、壓力、流量,等等,以便使設(shè)備工作在**佳狀態(tài),產(chǎn)品達(dá)到**好的質(zhì)量。20世紀(jì)中葉,人們發(fā)現(xiàn)某些介質(zhì)的晶體(如石英晶體、酒石酸鉀鈉晶體、PZT晶體等)在高電壓窄脈沖作用下,能產(chǎn)生較大功率的超聲波。它與可聞聲波不同,可以被聚焦,能用于集成電路的焊接、顯像管內(nèi)部的清洗;在檢測(cè)方面,利用超聲波有類似于光波的折射、反射的特性,制作超聲波納探測(cè)器,可以用于探測(cè)海底沉船、敵方潛艇,等等?,F(xiàn)在超聲波已經(jīng)滲透到我們生活中的許多領(lǐng)域,例如B超、遙控、防盜、無損探傷,等等。2.超聲波的概念人們能聽到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的,它的頻率在20Hz―20kHz范圍內(nèi),稱為可聞聲波。低于20Hz的機(jī)械振動(dòng)人耳不可聞,稱為次聲波;高于20kHz的機(jī)械振動(dòng)稱為超聲波,常用的超聲波頻率為幾十kHz至幾十MHz。超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩,有兩種形式:橫向振蕩(橫波)和縱向振蕩(縱波)。工業(yè)中的應(yīng)用常采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播,但傳播速度不同。浙江羅舸智能科技有限公司是一家專業(yè)提供超聲波傳感器的公司,有想法可以來我司咨詢!靜安區(qū)超聲波傳感器批發(fā)廠
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(guó)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(at5V)、5m(at12V),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。。威海光電超聲波傳感器浙江羅舸智能科技有限公司是一家專業(yè)提供超聲波傳感器的公司,有想法的不要錯(cuò)過哦!
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。
OFF=0時(shí)是每一個(gè)循環(huán)測(cè)量前調(diào)整方位角用;OFF=1是等待下一次動(dòng)作。計(jì)算回波的時(shí)間采用定時(shí)器T0,因此距離值d=×(TH0×256+TL0)/2。每測(cè)完1次,給步進(jìn)電機(jī)1個(gè)觸發(fā)脈沖。然后判斷下一個(gè)動(dòng)作,是做傳感器探測(cè)還是機(jī)器人自身方位角調(diào)整,這樣又進(jìn)入一個(gè)新的循環(huán)。3探測(cè)系統(tǒng)在移動(dòng)機(jī)器人上的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用尋找離墻**近點(diǎn)本文在尋找離墻**近點(diǎn)的設(shè)計(jì)思想足基于超聲波測(cè)距。選擇時(shí)間度越式的測(cè)距方法,通過對(duì)接收回波閾值的設(shè)定和探頭前加一具有吸音作用的套筒,來限制超聲波傳感器接收范圍。實(shí)驗(yàn)所測(cè)在距離75cm時(shí)其發(fā)射波束角在±20°左右,能接收反射波的有效角度大約在±40°范圍內(nèi)。超聲波傳感器的近似圓錐形的波束,決定了其每一次所測(cè)距離是**近點(diǎn)的反射距離。如圖3所示,當(dāng)波束角度即使偏離到虛線所示,其實(shí)際所得距離仍舊是沿波束中心線所測(cè)的值。按理論上說在發(fā)射波束角度內(nèi)所測(cè)的距離應(yīng)該是相同的,但由于超聲波傳感器起震時(shí)間、以及接收閾值的設(shè)置,包括墻面的反射情況等都會(huì)對(duì)距離的測(cè)量造成一定的影響。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得,當(dāng)在一定的角度(約±20°)內(nèi),其測(cè)量的距離值變化不明顯,其相鄰值比較接近(不超過2mm)。當(dāng)偏角繼續(xù)增大時(shí),相鄰測(cè)量值變化也明顯增大。超聲波傳感器,就選浙江羅舸智能科技有限公司,歡迎客戶來電!
靈敏度也**高。(2)工作溫度。由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高,特別時(shí)診斷用超聲波探頭使用功率較小,所以工作溫度比較低,可以長(zhǎng)時(shí)間地工作而不產(chǎn)生失效。醫(yī)療用的超聲探頭的溫度比較高,需要單獨(dú)的制冷設(shè)備。(3)靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機(jī)電耦合系數(shù)大,靈敏度高;反之,靈敏度低。超聲波測(cè)距一體模塊HC-SR04(1)模塊性能如圖2所示,HC-SR04模塊性能穩(wěn)定,測(cè)度距離精確,能和國(guó)外的SRF05、SRF02等超聲波測(cè)距模塊相媲美。模塊高精度,盲區(qū)(2cm)超近,**大識(shí)別距離為300cm。圖2HC-SR04模塊實(shí)物圖如圖3所示,系統(tǒng)的工作是由軟件和硬件的配合過程。先由嵌入式微處理器使555使能端置1,繼而555送出40KHz頻率的方波信號(hào),經(jīng)過壓電換能器(超聲波發(fā)射頭)將信號(hào)發(fā)射出去,即發(fā)射超聲波,同時(shí)該時(shí)刻啟動(dòng)定時(shí)器開時(shí)計(jì)時(shí)。該信號(hào)遇到障礙物反射回來在此稱為回波。同時(shí),壓電換能器(超聲波接收頭)將接收的回波及接收超聲波,通過信號(hào)處理的檢波放大,通過三級(jí)放大后再送到比較器進(jìn)行比較,輸出比較電壓,輸出電壓經(jīng)過三極管以后,使之電壓與嵌入式微處理器的I/O口相匹配**后送至處理器處理。圖3超聲波測(cè)距原理框圖。浙江羅舸智能科技有限公司是一家專業(yè)提供超聲波傳感器的公司,期待您的光臨!南京抗光干擾超聲波傳感器
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因而一種方法就是利用這2個(gè)臨界點(diǎn),來找尋其波束與墻垂直的角度(即與墻距離**近點(diǎn)),步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)超聲波旋轉(zhuǎn)找尋這2個(gè)臨界點(diǎn)。當(dāng)連續(xù)檢測(cè)到兩相鄰的值低于2mm時(shí),認(rèn)為已進(jìn)入穩(wěn)定區(qū),則前后出現(xiàn)變化的點(diǎn)設(shè)為臨界點(diǎn),在這臨界點(diǎn)內(nèi)的所有點(diǎn)都記下來,然后求取中點(diǎn),中點(diǎn)位置即是墻面與超聲波傳感器的**近點(diǎn)。如圖6所示為其中一組所測(cè)數(shù)據(jù),在72°~108°內(nèi),是距離測(cè)量的穩(wěn)定區(qū)域,而在這之外,所測(cè)距離的相鄰偏差超過8mm,而且隨著角度的旋向兩邊時(shí)將進(jìn)一步拉大。在50cm與200cm內(nèi)改變一體式超聲波傳感器與墻面距離進(jìn)行實(shí)驗(yàn),其結(jié)果與墻面垂直角度所測(cè)誤差限制在2個(gè)步距角內(nèi)。探測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用于機(jī)器人沿墻導(dǎo)航自主式移動(dòng)機(jī)器人是在運(yùn)動(dòng)過程中探測(cè)當(dāng)前環(huán)境的信息。每次探測(cè)的距離信息都以當(dāng)前機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)為前提來測(cè)量。而在沿墻直線行走過程中,機(jī)器人是通過測(cè)距和自身姿態(tài)的共同感知保證運(yùn)行軌跡的準(zhǔn)確性。超聲波測(cè)距已被***運(yùn)用,在試驗(yàn)超聲波探測(cè)角度與測(cè)距的關(guān)系后,則可以根據(jù)計(jì)算**近點(diǎn)的方法用超聲波傳感器來測(cè)量車身的方位角(確定自身姿態(tài))。所測(cè)**近點(diǎn)是機(jī)器人實(shí)際與墻面的距離,通過簡(jiǎn)易編碼器上的直射紅外傳感器1來確定機(jī)器人的基準(zhǔn)坐標(biāo)。靜安區(qū)超聲波傳感器批發(fā)廠
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