ultradźwiękowy przetwornik odległości

Rodzaje ultradźwiękowych czujników pomiaru odległości

Ultradźwięki mają zalety silnej kierunkowości, co spowalnia zużycie energii i dużą odległość propagacji. Dlatego w przetwornikach odległości wykorzystujących technologię czujników i technologię automatycznego sterowania, najpopularniejszym i szeroko stosowanym jest pomiar ultradźwiękowy. Do kradzieży, radaru cofania, pomiaru poziomu wody, budowy i niektórych obiektów przemysłowych. W artykule wyjaśniono zasadę i charakterystykę czujników ultradźwiękowych, a także wydajność i charakterystykę mikrokomputera jednoukładowego. Na podstawie analizy zasady działania ultradźwiękowego przetwornika odległości w artykule wskazano pomysły i problemy, które należy uwzględnić przy projektowaniu systemu pomiaru odległości. Podano obwód sprzętowy i metodę projektowania oprogramowania taniego, precyzyjnego i zminiaturyzowanego dalmierza ultradźwiękowego z pojedynczym chipem jako rdzeniem. System ultradźwiękowego czujnika odległości ma rozsądną konstrukcję obwodu, stabilną pracę, dobrą wydajność, dużą prędkość wykrywania, proste obliczenia, łatwą kontrolę w czasie rzeczywistym i może spełniać wymagania przemysłowe i praktyczne w zakresie dokładności pomiaru.

Laserowy czujnik przetwornika odległości

Czujnik laserowy wykorzystuje cechy silnej kierunkowości i dobrej transmisji światła lasera. Podczas pracy czujnik laserowy najpierw emituje impuls laserowy w kierunku przeszkody, a po odbiciu od przeszkody rozprasza się w różnych kierunkach, a część rozproszonego światła wraca do czujnika odbiorczego. Czujnik przetwornika pomiaru odległości mierzy się poprzez przyjęcie jego słabego sygnału optycznego w celu zarejestrowania i przetworzenia czasu potrzebnego do wyemitowania impulsu świetlnego. mnożąc połowę czasu podróży w obie strony przez prędkość światła, aby otrzymać odległość. Zaletą jest to, że odległość pomiaru jest duża, prędkość jest duża, precyzja pomiaru jest wysoka, zakres pomiarowy jest duży, wadą jest to, że istnieje problem bezpieczeństwa dla ludzkiego ciała, a trudność i koszt produkcji są stosunkowo wysokie.

Czujnik przetwornika odległości na podczerwień

Czujnik odległości na podczerwień wykorzystuje różnicę w intensywności odbicia sygnału podczerwieni w przypadku napotkania przeszkody. Zgodnie z tą funkcją mierzona jest odległość przeszkody. Zaletami są niski koszt, bezpieczne użytkowanie i prosta produkcja. Wadami są niska dokładność pomiaru, słaba kierunkowość i mała odległość pomiaru.

Czujnik ultradźwiękowy

Ultradźwięki to fala dźwiękowa przekraczająca granice ludzkiego słuchu, czyli fala mechaniczna, której częstotliwość drgań jest wyższa niż 20 kHz. Gdy czujnik ultradźwiękowy działa, napięcie i fala ultradźwiękowa ulegają wzajemnej konwersji. Kiedy czujnik ultradźwiękowy przesyła falę ultradźwiękową, sonda transmitująca fale ultradźwiękowe emituje falę ultradźwiękową przekształconą przez napięcie. Kiedy ultradźwiękowy przetwornik czujnika odległości

Odbiera falę ultradźwiękową, ultradźwiękowa sonda odbiorcza wysyła z powrotem przetworzone napięcie ultradźwiękowe. Przejdź do układu sterującego mikrokontrolera. Fala ultradźwiękowa ma zalety wysokiej częstotliwości wibracji, krótkiej długości fali, małego zjawiska dyfrakcyjnego i dobrej kierunkowości, a także może być skierowana na linię odbicia, a zużycie energii przez czujnik ultradźwiękowy jest powolne, aby ułatwić pomiar odległości. W pomiarach na średnie i duże odległości dokładność i kierunkowość czujnika ultradźwiękowego są znacznie lepsze niż czujnika podczerwieni, ale cena jest również nieco droższa. Z aspektów bezpieczeństwa, kosztów i kierunkowości czujniki ultradźwiękowe są bardziej odpowiednie do wymagań projektowych. Z porównania działania trzech powyższych czujników wynika, że ​​choć oczywiste jest, że czujnik laserowy jest wyborem idealnym, to jego cena jest stosunkowo wysoka, a bezpieczeństwo nie jest wystarczająco wysokie. Co więcej, czujnik ultradźwiękowy powinien mieć silną zdolność przeciwzakłóceniową i krótki czas reakcji, gdy pojazd jest w trakcie jazdy, dlatego czujnik ultradźwiękowy został wybrany jako sonda czujnika w tym schemacie projektowym.