超音波測距トランスデューサ方式の詳しい説明
ビュー: 4 著者: サイト編集者 公開時間: 2020-06-02 起源: サイト
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日常の生産や生活において、超音波距離測定トランスデューサは主に車の後退レーダー、ロボットの自動障害物回避歩行、建設現場、および液面、深さ測定、パイプラインの長さなどの一部の工業現場で使用されます。現在、一般的に使用されている超音波測距ソリューションは 2 つあります。 1 つはシングルチップ マイクロコンピュータまたは組み込みデバイスに基づく超音波測距トランスデューサであり、もう 1 つは CPLD (Complex Programmable Logic Device) に基づく超音波測距トランスデューサです。超音波測距センサーの関連アプリケーション設計を理解するには、まず超音波センサー測距トランスデューサーの動作原理を理解する必要があります。
超音波測距センサーの動作原理
超音波センサーは、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。超音波とは、弾性媒体内で発生する 20 kHz を超える周波数の機械的衝撃波を指します。指向性が強く、エネルギー消費が遅く、伝播距離が比較的長いという特徴があります。したがって、非接触距離測定によく使用されます。超音波は液体および固体、特に太陽光を通さない固体に大きく浸透するためです。超音波は不純物や界面に遭遇すると重大な反射を引き起こし、反射がエコーを形成し、移動する物体に触れるとドップラー効果が発生する可能性があります。したがって、超音波測距は環境への適応性が優れています。さらに、超音波測定は、リアルタイム性、精度、価格の点で優れた妥協点を達成することもできます。
現在、超音波トランスデューサ回路には往復時間検出方式、位相検出方式、音響波振幅検出方式など多くの方式があります。原理は、超音波センサーが特定の周波数の超音波を発し、空気中を伝播し、測定対象や障害物に到達して反射するというものです。反射後、超音波受信機がパルスを受信します。その経過時間が往復時間となります。距離が関係してきます。送信時間をテストして距離を調べます。
測定対象物と距離測定器との距離をsとすると、測定時間はt/s、超音波の伝播速度はv/m・s-1となります。高精度が要求される場合には、超音波の伝播速度の影響を式(2)に従って補正し、誤差を低減します。 T は実際の温度の単位であり、v は媒質中の超音波の伝播速度の単位であり、m/s です。
超音波測距センサーの動作原理
超音波距離測定の原理は、超音波送信機を通じて一定方向に超音波を送信し、送信時刻と同時に計時を開始します。超音波は空中を伝播し、障害物に遭遇するとすぐに戻り、超音波受信機は反射波を受信するとすぐに計時を停止します。 。超音波測距トランスデューサは超音波エコー測距の原理を採用し、正確な時間差測定技術を使用してセンサーとターゲット間の距離を検出します。小さな角度と小さな死角の超音波センサーを使用しており、正確な測定、非接触、防水性と防食性を備えています。腐食しにくく、低コストなどの利点があります。超音波測距トランスデューサの一般的な方式は、1 つの放射ヘッドが 1 つの受信ヘッドに対応し、複数の送信ヘッドが 1 つの受信ヘッドに対応することです。超音波測距に基づくシンプル、操作が簡単、損傷がないという特性に基づいて、超音波の往復時間を測定する必要があり、距離を知ることができます。これが超音波測距トランスデューサーの仕組みです。超音波距離計ネットワークエディタには、超音波距離センサーモジュール-HG-C40Uを推奨します。
超音波圧電トランスデューサ モジュールには、フリーランニング モードという 2 つのオプションの送信モードがあります。電力がある場合、センサー自体がトリガー信号とバースト信号 (基本的なアプリケーションの場合) を送信します。外部トリガーモード: 外部システム (コントローラーまたはプロセッサー) 回路) 制御トリガー信号は高度なアプリケーションに使用され、これら 2 つのモードはさまざまな用途に適しています。さらに、センサーには 2 つの入力電源も含まれます。1 つはプロセッサー回路に適した低電圧 (5V)、もう 1 つは高電圧 (12V) です。コントローラーは障害物までの距離を 3.5m (5V の場合) および 5m (12V の場合) で測定でき、UART 通信を使用して 5mm 以内の分解能でデータを送信できます。一方、さまざまな場面で、ユーザーはフリーランニング/UARTトリガー/外部トリガー設定など、環境に応じて異なる設定モードを選択できます。同時に、UART通信ボーレートテスト、出力の設定に応じてリングバッファを使用するかどうかを決定することもできます。信号には高性能ASICチップが搭載されており、安定した送信と高感度の受信を保証します。したがって、センサーから PC への通信には、「インターフェイス ボード」(RS232、パワー コンディショナー) データ表示が使用されます。 PC(スーパーターミナル)上の監視プログラムを使用すると、受信した超音波をリアルタイムに増幅し、UART(ASCII、mm)の出力距離を使用して、検出信号をリアルタイムでTTLレベルの矩形信号(方形波)に変換します。