超音波距離センサー

        超音波センサーは 、超音波の特性を使用して開発されたセンサーです。 超音波範囲のセンサーは、 超音波信号を他のエネルギー信号（通常は電気信号）に変換するセンサーです。超音波は、20kHzを超える振動周波数を持つ機械的波です。それは、高周波、短波長、小さな回折現象、特に優れた指向性の特性を持ち、光線と方向の伝播である可能性があります。超音波には、特に日光に不透明な固体では、液体と固体に浸透する優れた能力があります。不純物やインターフェイスに遭遇する超音波波は、反射されるエコーを形成するために重要な反射を生成し、移動するオブジェクトに触れるとドップラー効果が生じる可能性があります。超音波センサーは、産業、国防、生物医学などで広く使用されています。

この関数を達成するデバイスは、伝統的に超音波トランスデューサー、または超音波プローブと呼ばれていた超音波センサーです。

超音波センサーの主な性能指標

超音波プローブのコアは、プラスチックまたはメタルジャケットの圧電チップです。ウェーハを構成する多くの種類の材料があるかもしれません。直径や厚さなどのウェーハのサイズも異なるため、各プローブのパフォーマンスは異なり、使用前にそのパフォーマンスを理解する必要があります。超音波センサーの主なパフォーマンスインジケーターには次のものがあります。

    （1）動作周波数。動作周波数は、圧電ウェーハの共振周波数です。 AC電圧の周波数がチップの共振周波数に等しい場合、出力エネルギーは最大であり、感度も最高です。

    （2）作業温度。圧電材料のキュリーポイントは一般に比較的高いため、特に診断のための超音波プローブがより少ない電力を使用する場合、作業温度は比較的低く、失敗することなく長時間機能する可能性があります。医療超音波プローブは比較的高温で、別々の冷蔵装置が必要です。

    （3）感度。それは主に製造ウェーハ自体に依存します。電気機械カップリング係数は大きく、感度が高くなっています。それ以外の場合、感度は低いです。

構造と作業原則

    圧電セラミックに電圧が適用されると、電圧と周波数の変化とともに機械的変形が発生します。一方、圧電セラミックが振動すると、電荷が生成されます。この原理を使用して、2つの圧電セラミックまたは圧電セラミックと金属シート、いわゆるバイモルフ要素で構成されるバイブレーターに電気信号が適用されると、振動の曲げにより超音波波が放出されます。逆に、超音波振動がbimorph要素に適用されると、電気信号が生成されます。上記の効果に基づいて、圧電セラミックは超音波センサーとして使用できます。

    超音波センサーのように、複合バイブレーターはベースに柔軟に固定されています。複合バイブレーターは、共振器と金属シートと圧電セラミックシートで構成されるバイモルフ圧電エレメントバイブレーターの組み合わせです。共振器はトランペットの形をしています。目的は、振動のために生成された超音波波を効果的に放射し、バイブレーターの中央部分に超音波波を効果的に集中させることです。

    超音波範囲のセンサーの利点：縦断的解像度は高く、透明性、半透明、拡散反射オブジェクトを識別できます。暗く、湿度の高い、その他の過酷な状態での非接触測定に特に適しています。超音波センサーセンシングシステムに基づいて、小型化と統合を簡単に実現できます。