超聲波傳感器系統(tǒng)的構(gòu)成及性能指標(biāo)

發(fā)布日期：2023-02-23 作者：新威電子點(diǎn)擊：

常用的超聲波傳感器由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波，也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測(cè)作用，它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭、斜探頭、表面波探頭、蘭姆波探頭、雙探頭等。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。

構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個(gè)探頭的性能是不同的，使用前必須預(yù)先了解它的性能。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時(shí)，輸出的能量較大，靈敏度也高。

由于壓電材料的居里點(diǎn)一般比較高，特別是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；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。

超聲波換能器是利用壓電陶瓷材料，將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。一般情況下是由超聲波發(fā)生器產(chǎn)生超聲波，經(jīng)過換能器將其轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動(dòng)，再經(jīng)過導(dǎo)出裝置，導(dǎo)出超聲波。單獨(dú)的超聲波換能器是無法工作的，需要驅(qū)動(dòng)電路給它一個(gè)驅(qū)動(dòng)電壓，使換能器工作。

系統(tǒng)的構(gòu)成：

發(fā)送器：通過振子振動(dòng)產(chǎn)生超聲波并向空中幅射。

接收器：振子接收到超聲波時(shí)，根據(jù)超聲波發(fā)生相應(yīng)的機(jī)械振動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)換為電能量，作為接收器的輸出。

控制部分：通過用集成電路控制發(fā)送器的超聲波發(fā)送，并判斷接收器是否接收到信號(hào)，以及已接收信號(hào)的大小。

電源部分：超聲波傳感器通常采用電壓為DC12V±10%或24V±10%外部直流電源供電，經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓電路供給傳感器工作。

超聲波傳感器