Explicación detallada del método de rango de sensores ultrasónicos

    En producción diaria y vida, Los sensores de rango ultrasónico se utilizan principalmente en el radar de inversión de automóviles, la evitación automática de obstáculos robot caminando, sitios de construcción y algunos sitios industriales como nivel de líquido, profundidad del pozo, longitud de la tubería y otras ocasiones que requieren un rango automático sin contacto. Actualmente hay dos soluciones de rango ultrasónicos de uso común. Uno es un sistema de rango ultrasónico basado en una microcomputadora de un solo chip o un dispositivo integrado, y el otro es un sistema de rango ultrasónico basado en un CPLD (dispositivo lógico programable complejo). Para comprender el diseño de la aplicación relacionado de los sensores de rango ultrasónico, primero debemos comprender el principio de funcionamiento del rango de sensores ultrasónicos.

Principio de trabajo del sensor ultrasónico que se extiende

Los sensores ultrasónicos son sensores que convierten las señales ultrasónicas en otras señales de energía (generalmente señales eléctricas). Las ondas ultrasónicas se refieren a ondas de choque mecánicas generadas en medios elásticos con una frecuencia mayor de 20 kHz. Tienen una fuerte directividad, consumo de energía lenta y distancias de propagación relativamente largas. Por lo tanto, a menudo se usan para la medición de distancia sin contacto. Debido a la gran penetración de las ondas ultrasónicas en líquidos y sólidos, especialmente en sólidos que son opacos a la luz solar. Las ondas ultrasónicas que encuentran impurezas o interfaces producirán reflexiones significativas y formarán reflexiones en ecos, y tocar objetos en movimiento puede producir el efecto Doppler. Por lo tanto, el rango ultrasónico tiene una mejor adaptabilidad al medio ambiente. Además, la medición ultrasónica puede obtener un buen compromiso en tiempo real, precisión y precio.

En la actualidad, existen muchos métodos de rango ultrasónico: como el método de detección de tiempo de ida y vuelta, método de detección de fase, método de detección de amplitud de onda acústica. El principio es que el sensor ultrasónico emite ondas ultrasónicas de cierta frecuencia, se propaga a través del medio de aire y luego se refleja después de alcanzar el objetivo u obstáculo de medición. Después de la reflexión, el receptor ultrasónico recibe el pulso. La distancia está relacionada. Pruebe el tiempo de transmisión para encontrar la distancia. Por ejemplo:

Suponiendo que S es la distancia entre el objeto medido y el telémetro, el tiempo medido es T / S, y la velocidad de propagación ultrasónica está representada por V / M · S-1, entonces hay una relación (1)

S = VT ／ 2 (1)

En el caso de los requisitos de alta precisión, es necesario considerar la influencia de la temperatura en la velocidad de propagación ultrasónica y corregir la velocidad de propagación ultrasónica de acuerdo con la ecuación (2) para reducir los errores.

V = 331.4 + 0.607T (2)

En la fórmula, t es la unidad de temperatura real es ℃, V es la unidad de la velocidad de propagación de la onda ultrasónica en el medio es m / s.

El principio de la medición de la distancia ultrasónica es transmitir ondas ultrasónicas en una cierta dirección a través del transmisor ultrasónico, y comenzar a tiempo al mismo tiempo que el tiempo de transmisión. Cuando las ondas ultrasónicas se propagan en el aire, regresarán inmediatamente cuando encuentren obstáculos. . El sensor de rango ultrasónico utiliza el principio del rango de eco ultrasónico y utiliza una tecnología de medición precisa de diferencia de tiempo para detectar la distancia entre el sensor y el objetivo. Utiliza un ángulo pequeño y un sensor ultrasónico de área ciega pequeña, que tiene una medición precisa, sin contacto, impermeable y anti-resistente. Corrosión, bajo costo y otras ventajas. El método común de los sensores de rango ultrasónico es que una cabeza radiante corresponde a una cabeza receptora, y múltiples cabezas de transmisión corresponden a una cabeza receptora. Basado en las características de la operación simple, fácil de operar y sin daños basados ​​en el rango ultrasónico, es necesario medir el tiempo de ultrasónica de ida y vuelta, puede encontrar la distancia. Así es como funciona el sensor de rango ultrasónico.