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超声波距离传感器技术原理

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，输出的能量大，灵敏度也高。

（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。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。

超声波传感器的应用

超声波距离传感器技术的应用 超声波传感器包括三个部分：超声换能器、处理单元和输出级。首先处理单元对超声换能器加以电压激励，其受激后以脉冲形式发出超声波，接着超声换能器转入接受状态，处理单元对接收到的超声波脉冲进行分析，判断收到的信号是不是所发出的超声波的回声。如果是，就测量超声波的行程时间，根据测量的时间换算为行程，除以2，即为反射超声波的物体距离。把超声波传感器安装在合适的位置，对准被测物变化方向发射超声波，就可测量物体表面与传感器的距离。超声波传感器有发送器和接shou器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收声波的双重作用。超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波;而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。传感器及其解决方案可以不断电判断用户的身体与生活状态、深度学习用户的喜好，连续监测用户的生命特征的信号、监控家居设备状态以及室内外的环境与天气，这对智能家居实现真正的人性化创造了基础。

我们都知道超声波传感器分为发射、接收、收发一体3种，但发射和接收的原理分别是怎样的呢？随着物联网的兴起，智能手机、可穿戴设备、智能硬件以及智能家电等与人们生活息息相关的产品逐步走上互联互通的道路，这些都为智能家电的发展创造了全新的空间。当从超声波发射传感器输入频率为40KHz的脉冲电信号时，压电晶体会因变形而产生振动，振动频率在20KHz以上，由此形成了超声波。那么该超声波经锥形共振盘共振放大后定向发射出去；接收传感器接收到发射的超声波信号后，促使压电晶片变形而产生电信号，通过放大器放大电信号。

发射头是利用压电效应来实现产生超声波的，就是在发射头不断给出一定频率的如40KHz的电压信号，就可以产生超声波。可以考虑利用单片机来实现，当然功率不大的可以用单片机来实现。

超声波传感器的频率主要有2种，分别是25KHz和40KHz；超声波是一种频率大于20KHz的音波。发射式的传感器本身发射超声波，再接受反馈的超声波；接收式的传感器本身不发射超声波，是通过传感器接收超声波，将其转换成电信号，进行测量。

金融危机之后，全球汽车产业进入加速拥抱新技术时代。表现为新车型的推出速度越来越快、新技术的采用更加的广泛、汽车领域相关数量不断攀升等。而MEMS 曾被认为只是玩具的新技术开始在汽车领域获得大规模应用，未来空间仍然十分巨大。

汽车领域环境、安全、娱乐三大需求催生了“三驾马车”——新能源汽车、自动驾驶和车联网，带动汽车传感器产业进入新的阶段。新能源汽车(电动汽车与燃料电池汽车)加大了对温度、气体、压力、电控等传感器的需求；自动驾驶刺激车身感知类传感器(MEMS 压力、陀螺仪、加速度计等)和环境感知类传感器(摄像头、毫米波雷达、激光雷达等)的需求；对智能家电而言，传感器扮演着相当于人的眼睛、耳朵、鼻子等的功能，是智能家电所有分析数据的入口，没有传感器的智能家居系统无疑是“残废”，没有自我感知能力，家电无法实现真正意义上的智能。大势所趋的物联网爆发的子领域将是车联网，而车联网对各类汽车传感器也有着强烈的刚需。