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日々の生産や生活の中で、 超音波距離センサー 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、建設現場や一部の工業現場など、自動非接触測距を必要とする液面、井戸の深さ、パイプラインの長さなどの測定に使用されます。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コンや組み込み機器をベースとした超音波測距システムで、もう 1 つは CPLD (Complex Programmable Logic Device) をベースとした超音波測距システムです。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、まず超音波測距センサーの動作原理を理解する必要があります。
超音波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るため、非接触測距によく使用されます。超音波は液体や固体、特に太陽光を通さない固体を透過する優れた能力を持っているためです。超音波が不純物や界面に当たると大きな反射を起こしてエコーを形成し、移動する物体に当たるとドップラー効果を引き起こす可能性があります。 , そのため、超音波測距の方が環境への適応力が優れています。
現在、いろいろな方法がありますが、 超音波モジュール距離センサ：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。超音波センサーの原理は、特定の周波数の超音波を放射し、空気媒体によって伝播し、測定対象または障害物に到達した後に反射します。反射後、超音波受信機がパルスを受信します。かかる時間は往復の時間です。往復時間は超音波の伝播に関係します。移動距離も関係してきます。テスト送信時間により距離を取得できます。例：測定対象物と測距器との距離を 、測定時間を t/s、超音波の伝播速度を v/m・s-1 とすると、 (1)s=vt／2 (1) の関係式が成り立ちます。
高精度が要求される場合には、超音波伝播速度に対する温度の影響を考慮する必要があり、誤差を減らすために式(2)に従って超音波伝播速度を補正する必要があります。
v=331.4+0.607T (2) 式中、T は実際の温度 (℃)、v は媒質中の超音波の伝播速度 (m/s) です。
超音波測距センサーの動作原理
超音波測距の原理は、超音波発信機を介して特定の方向に超音波を発信し、発射時刻と同時に計時を開始することです。超音波は空気中を伝播し、障害物に遭遇するとすぐに戻ってきます。超音波受信機は反射波を受信すると直ちに計時を停止します。 。超音波距離測定センサーは、超音波エコー距離測定の原理を採用し、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。角度が小さく死角が小さい超音波センサーを採用しており、正確な測定、非接触、防水性、耐腐食性、低コストなどの利点があります。超音波測距センサーの一般的な使用方法は、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というものです。超音波距離測定のシンプル、操作が簡単、損傷し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ます。 , 距離を測ることができます。これが超音波測距センサーの動作原理です。
超音波距離測定センサー モジュール、超音波距離測定センサー 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: 高度なアプリケーション向けの外部システム (コントローラーまたはプロセッサー回路) のトリガー信号を制御します。これら 2 つのモードはさまざまな目的に適しています。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、コントローラーが 3.5m (5V の場合)、5m (12V の場合) の障害物までの距離を測定し、UART 通信を使用してデータを送信するのに適しています。分解能は以下のとおりです。 5mm。一方、ユーザーはさまざまな場面で、フリーランニング/UARTトリガ/外部トリガ設定など、環境に応じて異なる設定モードを選択できます。同時に、テスト用のUART通信ボーレート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し、出力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、センサーとPC間の通信は、「インターフェースボード」(RS232、電力調整器)を使用してデータを表示し、PC上の監視プログラム(スーパーターミナルが利用可能)を使用して実際の信号を変更します。受信超音波リアルタイム増幅は、UART(ASCII、mm)出力距離を使用して、検出信号をリアルタイムに従ってTTLレベルの矩形信号(方形波)に変換します。
