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超声波传感器——短间隔运用的正确挑选

超声波是指超出人类听力规模(> 20 kHz)的信号,通常在40至70 kHz规模内。这些信号像雷达相同运用,它们会向方针辐射并反射回源。它们价格低廉,灵活,并且特别适用于短间隔运用,尤其是轿车,家庭和工业机器人规划。

超声波传感器有时与微波/毫米波雷达和摄像机结合运用,以在轿车和工业运用中提供不同但互补的周围环境视图。假如您正在寻觅一种传感器,它不仅能够检测方针的存在,还能够告诉您方针有多远,则超声波或许是您的抱负挑选。

超声波传感器测距的原理

超声波信号是指人类听力规模以上的信号,大约为30到480 kHz.关于超声波感应,广泛运用的规模是40到70 kHz.频率决定规模和分辨率;较低的频率发生的感应规模。常用频率为58 kHz,丈量分辨率为1厘米(cm),规模为11米。在300 kHz时,分辨率或许低至1毫米。但是,此频率规模的间隔约为30 cm.

超声波收发器通过压电换能器辐射信号。当该信号撞击方针时,会发生反射信号。该信号在收发器处接收,收发器丈量发送和返回的时刻。然后,运用空气中的声速计算间隔D.

自由空间中的声响速度(以英尺/秒为单位)为1120.该值随温度和其他周围因素而变化,但是它是用于规模计算的杰出平均值。

D是超声信号的总往返行程,T是发送和接收的时刻(以秒为单位)。那么往返间隔为:

D = 1120(T)

收发器与远程方针之间的实际间隔是D的一半。

超声波运用

超声波技能已经进入了广泛的运用范畴,范畴或许是挨近检测和间隔丈量。其他包括储罐,流量丈量系统和成像产品中的液位检测。大多数较新的运用都针对消费电子,轿车和工业/机器人范畴。

消费电子

如今,房主希望使他们的房子主动化。恒温器和照明控件,其他便利包括吊扇,视频门铃,车库门敞开器和安全警报器。所有这些或许都能够通过添加某种方式的邻近检测来改善。这样能够依据占用状况和安全警报主动翻开或关闭照明灯,调节暖气和空调。

另一个潜在的运用是针对盛行的语音激活/响应集线器(如Amazon Alexa,Google Home,Apple HomePod等)的挨近检测。假如附近没有人,这些设备能够睡觉并节约电能,但是假如检测到存在,则能够唤醒。

当前盛行的运用是主动吸尘器,即主动吸尘地板的机器。大多数运用超声波在超声波换能器成功检测到的物体周围导航。多个换能器使这些设备具有完好的360度视界,即便在复杂的房间中也能够轻松导航。

关于不需要在家中到达高速的机器人,超声感应是雷达的一种低成本,低速替代品。超声波感应比避开障碍物的光学飞翔时刻更可靠,由于超声波感应不受障碍物反射的可用光量的影响。一些运用程序还标明,超声波优于被迫红外(PIR)传感器,后者乃至或许被迫物乃至昆虫所诈骗。

轿车行业

超声波是某些轿车运用的抱负挑选。现在,它已用于现代的驾驶员辅助系统(ADAS)中的盲点检测和主动泊车。它已在许多新SUV盛行的后备箱翻开式行李箱/尾门功能中找到了方位。这些传感器足够小,价格适中,是新用户的不错挑选。

工业制作

在制作和其他工业运用中,机器人的主动化是日益增长的趋势。他们在工厂车间四处移动物料。他们在安装操作中依据需要拾取并放置对象。一个重要的问题是机器人之间或机器人与人之间的磕碰。这就是挨近检测能够避免此类事端发生的地方-——超声波传感器非常适合处理此使命。他们为机器人提供了更高的智能水平,可协助他们完结材料处理工作而不会发生意外。