最新第11章-波和射线式传感器PPT课件
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
➢ 超声波传感器具有多种用途，如防盗报警系统、自动门 启闭装置、汽车倒车传感器及各种电子设备的遥控装置。 目前超声波在检测技术中获得广泛应用，利用超声波的 各种物理特性，可以实现超声波测距、测厚、测流量、 无损探伤、超声成像。
➢ 随着信息技术的迅猛发展，新的超声波应用领域越来越 广泛，如工厂自动化和汽车电子设备正与日俱增，而且 不断得到扩展。
空气超声探头
a)超声发射器 b)超声接收器 1—外壳 2—金属丝网罩 3—锥形共振盘 4—压电晶片 5—引脚 6—阻抗匹配器 7—超声波束
1.1.2 超声波传感器
➢不同工作方式的超声波传感器
☻超声波传感器使用时的两种形式：
•反射式 •直射式
发射探头（TX）
接收探头（RX）
ＴＸ ＲＸ a）兼用型
ＴＸ
电感性 电容性
fr fa
频率
• 超声波传感器在串联谐振频率
时阻抗最小。
fr: L、C、R 产生的串联谐振频率 fa：L、C、C’产生的并联谐振频
率 电抗特性
11.1.2 超声波传感器
➢ 在超声波发送器双压电振子上施加一定频率（40KHz）
的电压，通过逆压电效应，将电能转换为机械能，送出超 声波信号，接收探头经正压电效应将机械能转换成电信号， 转换电路将接收到的信号放大处理。
超声 波传 感器 1
超声 波传 感器 2
B1
B2
L
电路
管道
超声波测流量原理图
超声波流速检测(时间差法)
➢超声波在静止流体和流动流体中的传播速度是不同的,分别 在流体上游和下游放两个传感器, 同时发送、接收，顺流和 逆流超声波传播时间分别为:
顺 流 ： t 1 c L ， 逆 流 ： t 2 c L ， 时 间 差 ： t t 2 t 1 c 2 2 L 2
➢ 红外线和电磁波一样，以波的形式在空间传播， 红外线 在通过大气层时有三个波段通过率最高： 2～2.6μm, 3～5μm, 8～14μm
➢因为空气中氮、氧、氢不吸 收红外，使大气层对不同的 波长红外线存在不同吸收带; ➢ 这三个波段对红外探测技 术非常重要，遥感红外探测 器一般工作在这三个波段。
红外
ＲＸ c)反射式
ＴＸ
ＲＸ
专用型
b)直射式
超声波传感器等效电路
• 超声波传感器可等效为一个
C
RLC的串并联谐振电路。 • 由电抗特性可见, fr～ fa中间 是电感性，两边是电容性，这 是超声波传感器所特有的。其
C’
L
R
等效电路
中
• fr频率低：L\C\R产生串联谐 振频率； • fa频率高：L\C\C’产生并联 谐振频率；
f f2f12ccosf2
发射器
与流体一起移动的粒子 f1
υ 多普勒流速测量法
θ θ f2
接收器
超声波测厚
双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲 到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所 接收。只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所 需的时间t，再乘以被测体的声速常数c，就是超声脉冲 在被测件中所经历的来回距离，再除以2，就得到厚度 d
A型超声波探伤
工件 缺陷 起始波
缺陷反射波 底播
超声探伤计算
设:显示器的x轴为 10us/div(格)，现测 得B波与T波的距离为 6格，F波与T波的距 离为2格。
求1）td 及tF 2)钢板的厚度d及缺
陷与表面的距离xF
11.2.1 红外辐射
➢ 红外传感器按应用可分为： 热成像遥感技术； 红外搜索(跟踪目标、确定位置)； 红外辐射测量；通讯；测距等。
➢ 红外探测器主要有两大类型：
1）热探测器（热电型） 包括有：热释电元件、热敏电阻、热电偶等；
原理：当器件吸收辐射能时温度上升，温升引起材料各 种有赖于温度的参数变化，检测其中一种性能的变化， 即可探知辐射的存在和强弱。
2）光子探测器（量子型），利用某些半导体材料在红外 辐射的照射下产生光电子效应，材料电学性质发生变 化； 其中有光敏电阻、光敏管、光电池等。
衰减规律用两个能量描述：
声压
px p0ex 声强 Ix I0e2x
x 式中： 声波与声源之间距离；
衰减系数Np/m（奈培/米）
P 0 I 0 分别为 X=0 处的声压、声强；
• 声波随距离增加，声能减弱较快，所 以超声波不能进行较远距离传播； • 频率高衰减快。
接触式直探头原理
超声脉冲电压输入端
• 流体流速远小于超声波在流体中 传播速度c >>υ,可求出近似流速：
c2 t 2L
传感器1
B1
υ
传感器2
B2
L
管道内
电路
超声波流速测量
超声波流速检测
• 实际应用中传感器安装在管道外, • 传播时间为:
t1
D / cos c sin
t2
D / cos c sin
υθ
传感器1
D
传感器1
❖ 超声波在空气中传播速度较慢，为344m/s（20℃时） （电磁波的传播速度为3×108m/s），速度低、波长短， 意味着可获得较高的距离方向分辨率。
❖ 这一特点使得超声波应用变得非常简单，测量时可获得 较高的精确度，可以通过测量波的传播时间，测量距离、 厚度等。
11.1.1 超声波及物理特性
❖ 液体中声速传播速度在900～1900m/s，在 液体和气体中只有纵波的传播，传播速度与介 质密度有关:
管道外
超声波流速测量
• 这种方法必须求出声速,否则会引入误差。 • 如何不用声速求流速？
F1发射的超声 波先到达T1
F2发射的超声 波后到达T2
超声波流速检测（频率差法）
• 辛格法流速测量: 发送的超声波由接收器检出后，再发射
下一个超声波脉冲，形成连续的脉冲发射状态，脉冲的发射
频率为：
求出流速：
测
物
前置放大
检波
平方放大 输出
三位 显示器
发送电路，555构成多谐振荡器，RC电路产生40KHz等幅波放大送功放输出； 接收电路，放大、检波，信号处理根据被测物体的距离设定反射脉冲时间，
调整振荡器触发时间。定时器控制触发电路和门电路。
超声波传感器测距原理
☻ 测距原理：
• 40kHz高频信号与20Hz周期信号,调制成短脉冲群向外发 送:
超声波传感器的工作原理
11.1.3 超声波传感器基本电路
➢ 超声波传感器基本电路包括 振荡发射电路、检测电路两部分组成：
• 超声波发射电路：
由反向器①②组成RC振 荡器，经门电路完成功 率放大，经CP耦合传送 给超声波振子产生超声 发射信号。
调整振荡器频率 超声波传感器发射电路
11.1.3 超声波传感器基本电路
d 1 ct 2
超声波测厚指示仪
显示方法：128*32LCD 点阵液晶显示（带背光） 显示位数：四位 测量范围：0.8~200mm 示值精度：0.1mm 声速范围：1000~9999m./s 测量周期:2次/秒 自动关机时间：90秒 电源：二节七号电池，可连续工作不少于72
小时。 使用温度：-10C~40C 存储温度：-20C~70C 外形尺寸：108*61*25mm 重量:230g(含电池）
传感器原理及应用
超声波测距原理时序波形示意图
第11章 波与射线传感器 11.1.4 超声波传感器应用
超声波物位传感器
超声波物位传感器是利用超声波在两种介 质的分界面上的反射特性而制成的。
如果从发射超声脉冲开始，到接收换能器 接收到反射波为止的这个时间间隔为已知， 就可以求出分界面的位置，利用这种方法 可以对物位进行测量。
f1
1cvcos
t
l
1 cvcos
f2
t
l
v l f1 f2
2cos
驱动放大器 发送器
接收器
检出放大器
f1
θ
L
检出放大器
接收器
θ
发送器
υ f2
驱动放大器
超声波流速检测
• 多普勒流速测量法: 流体内的微小颗粒物与流体有相同的 移动速度，利用超声波遇到物体会产生反射，并且传播频 率发生变化；这种多普勒效应可以求出流速: 接收频率f1 和发送频率f2的差称多普勒频率f：
纵 波
声速
声波的传播速度取决于介质的弹性系数、介质密 度以及声阻抗。
固体的横波声速约为纵波声速的一半，且与频率 关系不大。而声表面波约为横波声速的90%。
11.1.1 超声波及物理特性
❖ 在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一
定的关系，通常可认为横波声速为纵波的一半，表面 波声速为横波声速的90%。气体中纵波声速为344 m/s， 液体中纵波声速在900--1900m/s。
周期 T=1/20=50ms，超声波在空气中传播距离为： 340m/s×50ms= 17m，单程距离：17m/2=850cm
• 测距通过定时控制电路、触发电路、门电路变换为与距离有 关的信号;
• 用时钟脉冲对这个信号的发送和接收之间的延迟时间进行计 数，计数器的输出值就是检测的距离。
• 时钟周期 T=1/40kHz=25μm • 340m/s (n×25μs) = 往返距离 • 单程距离 = 往返距离/2
第11章-波和射线式传感器
第11章 波与射线传感器
主要内容
传感器原理及应用
11.1 超声波传感器 11.2 红外线传感器 11.3 核辐射传感器
11.1 超声波传感器
➢ 超声波技术是以物理、电子、机械及材料学为基础的通 用技术，超声波传感器是向空气中发射超声波，再通过 探测来自某个物体的反射波检测物体有无或距离；
接地端
压电陶瓷的主要性能指标
介电常数：1000~6000 压电灵敏度D33:300~600pC/N 机械品质因素Q:100~2000 静电容:1000~100000pF（与面积有关) 频率范围：
用于超声清洗:30~100KHz 用于探伤仪及流量计：2.5~5MHz 用于雾化器:1~2MHz
c1 B ,为 介 质 密 度 ， B 为 绝 对 压 缩 系 数
❖ 由于金属、木材、玻璃、混凝土、橡胶和纸张可近乎 反射100% 的超声速，因此检测这些物体时较容易发 现。而棉花、布、绒毛等物体吸收超声波，因此很难 用超声波检测。
11.1.1 超声波及物理特性
❖ 声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减,其 衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关，
超声波液位计原理 根据显示波形计算液位
1—液面 2—直管 3—空气超声探头 4—反射小板 5—电子开关
超声防盗报警器
图中的上班部分为发射电路，下半部分为接收电路。发射 器发射出频率f=40kHz左右的超声波。如果有人进入信 号的有效区域，相对速度为v，从人体法社回接收器的超 声波将由于多普勒效应，而发生频率偏移f
11. 2 红外线传感器 11.2.2 红外辐射探测器
➢ 红外传感器有两部分组成： 1）红外辐射源，有红外辐射的物体就可以视为红外
辐射源，根据辐射源的几何尺寸、距离远近可视 为点源和面源； （红外辐射源基准—黑体炉）
2）红外探测器，指能将红外辐射能转换为电能的热 敏和光敏器件。
11.2.2 红外辐射探测器
➢ 红外辐射是介于可见光和微波之间的电磁波，红外波 长比无线电波的波长短，所以红外仪器的空间分辨率比 雷达高； ➢ 红外波长比可见光的波长长，因此红外线透过阴霾的 能力比可见光强。
可红 见外 光线
微 波
11. 2 红外线传感器 11.2.1 红外辐射
ห้องสมุดไป่ตู้
➢ 工程上把红外线占据在电磁波谱中的波段分为: 近红外、中红外、远红外、极远红外四个波段。
☻ 测距原理：
• 40kHz高频信号与20Hz周期信号 调制成短脉冲群向外发送: 周期 T=1/20=50ms 超声波在空气中传播速度 340m/s×50ms=
17m,17m/2=850cm
• 测距通过定时控制电路、触发电路、 门电路变换为与距离有关的信号;
• 用时钟脉冲对这个信号的发送和接 收之间的延迟时间进行计数，计数器 的输出值就是检测的距离。 • 时钟周期 T=1/40kHz=25μS • 340m/s (n×25μS) = 往返距离 • 单程距离 = 往返距离/2
• 超声波检测电路： 接收到的超声波信号
极微弱，需要高增益的 放大电路用于检测反射 波，输出的高频信号电 压接检波、放大、开关 电路输出或报警。
超声波传感器 接收电路
11.1.3 超声波传感器基本电路
➢ 超声波测距集成模块：最大距离600cm，最小距离2cm
VCC 12V
被
功放
40KHz OSC
定时器
➢ 红外辐射的物理本质是热辐射，人、动物、火、水、 植物都有热辐射，只是波长不同而已；
➢ 一个炙热的物体向外辐射能量大部分是通过红外线辐 射出来的，温度越高辐射红外线越多，辐射能越强。
11. 2 红外线传感器 11.2.1 红外辐射
➢ 红外辐射俗称红外线是一种不可见光，其光谱位于可见 光中红色以外，所以称红外线，波长约0.75～1000μm 。
➢ 随着信息技术的迅猛发展，新的超声波应用领域越来越 广泛，如工厂自动化和汽车电子设备正与日俱增，而且 不断得到扩展。
空气超声探头
a)超声发射器 b)超声接收器 1—外壳 2—金属丝网罩 3—锥形共振盘 4—压电晶片 5—引脚 6—阻抗匹配器 7—超声波束
1.1.2 超声波传感器
➢不同工作方式的超声波传感器
☻超声波传感器使用时的两种形式：
•反射式 •直射式
发射探头（TX）
接收探头（RX）
ＴＸ ＲＸ a）兼用型
ＴＸ
电感性 电容性
fr fa
频率
• 超声波传感器在串联谐振频率
时阻抗最小。
fr: L、C、R 产生的串联谐振频率 fa：L、C、C’产生的并联谐振频
率 电抗特性
11.1.2 超声波传感器
➢ 在超声波发送器双压电振子上施加一定频率（40KHz）
的电压，通过逆压电效应，将电能转换为机械能，送出超 声波信号，接收探头经正压电效应将机械能转换成电信号， 转换电路将接收到的信号放大处理。
超声 波传 感器 1
超声 波传 感器 2
B1
B2
L
电路
管道
超声波测流量原理图
超声波流速检测(时间差法)
➢超声波在静止流体和流动流体中的传播速度是不同的,分别 在流体上游和下游放两个传感器, 同时发送、接收，顺流和 逆流超声波传播时间分别为:
顺 流 ： t 1 c L ， 逆 流 ： t 2 c L ， 时 间 差 ： t t 2 t 1 c 2 2 L 2
➢ 红外线和电磁波一样，以波的形式在空间传播， 红外线 在通过大气层时有三个波段通过率最高： 2～2.6μm, 3～5μm, 8～14μm
➢因为空气中氮、氧、氢不吸 收红外，使大气层对不同的 波长红外线存在不同吸收带; ➢ 这三个波段对红外探测技 术非常重要，遥感红外探测 器一般工作在这三个波段。
红外
ＲＸ c)反射式
ＴＸ
ＲＸ
专用型
b)直射式
超声波传感器等效电路
• 超声波传感器可等效为一个
C
RLC的串并联谐振电路。 • 由电抗特性可见, fr～ fa中间 是电感性，两边是电容性，这 是超声波传感器所特有的。其
C’
L
R
等效电路
中
• fr频率低：L\C\R产生串联谐 振频率； • fa频率高：L\C\C’产生并联 谐振频率；
f f2f12ccosf2
发射器
与流体一起移动的粒子 f1
υ 多普勒流速测量法
θ θ f2
接收器
超声波测厚
双晶直探头中的压电晶片发射超声振动脉冲，超声脉冲 到达试件底面时，被反射回来，并被另一只压电晶片所 接收。只要测出从发射超声波脉冲到接收超声波脉冲所 需的时间t，再乘以被测体的声速常数c，就是超声脉冲 在被测件中所经历的来回距离，再除以2，就得到厚度 d
A型超声波探伤
工件 缺陷 起始波
缺陷反射波 底播
超声探伤计算
设:显示器的x轴为 10us/div(格)，现测 得B波与T波的距离为 6格，F波与T波的距 离为2格。
求1）td 及tF 2)钢板的厚度d及缺
陷与表面的距离xF
11.2.1 红外辐射
➢ 红外传感器按应用可分为： 热成像遥感技术； 红外搜索(跟踪目标、确定位置)； 红外辐射测量；通讯；测距等。
➢ 红外探测器主要有两大类型：
1）热探测器（热电型） 包括有：热释电元件、热敏电阻、热电偶等；
原理：当器件吸收辐射能时温度上升，温升引起材料各 种有赖于温度的参数变化，检测其中一种性能的变化， 即可探知辐射的存在和强弱。
2）光子探测器（量子型），利用某些半导体材料在红外 辐射的照射下产生光电子效应，材料电学性质发生变 化； 其中有光敏电阻、光敏管、光电池等。
衰减规律用两个能量描述：
声压
px p0ex 声强 Ix I0e2x
x 式中： 声波与声源之间距离；
衰减系数Np/m（奈培/米）
P 0 I 0 分别为 X=0 处的声压、声强；
• 声波随距离增加，声能减弱较快，所 以超声波不能进行较远距离传播； • 频率高衰减快。
接触式直探头原理
超声脉冲电压输入端
• 流体流速远小于超声波在流体中 传播速度c >>υ,可求出近似流速：
c2 t 2L
传感器1
B1
υ
传感器2
B2
L
管道内
电路
超声波流速测量
超声波流速检测
• 实际应用中传感器安装在管道外, • 传播时间为:
t1
D / cos c sin
t2
D / cos c sin
υθ
传感器1
D
传感器1
❖ 超声波在空气中传播速度较慢，为344m/s（20℃时） （电磁波的传播速度为3×108m/s），速度低、波长短， 意味着可获得较高的距离方向分辨率。
❖ 这一特点使得超声波应用变得非常简单，测量时可获得 较高的精确度，可以通过测量波的传播时间，测量距离、 厚度等。
11.1.1 超声波及物理特性
❖ 液体中声速传播速度在900～1900m/s，在 液体和气体中只有纵波的传播，传播速度与介 质密度有关:
管道外
超声波流速测量
• 这种方法必须求出声速,否则会引入误差。 • 如何不用声速求流速？
F1发射的超声 波先到达T1
F2发射的超声 波后到达T2
超声波流速检测（频率差法）
• 辛格法流速测量: 发送的超声波由接收器检出后，再发射
下一个超声波脉冲，形成连续的脉冲发射状态，脉冲的发射
频率为：
求出流速：
测
物
前置放大
检波
平方放大 输出
三位 显示器
发送电路，555构成多谐振荡器，RC电路产生40KHz等幅波放大送功放输出； 接收电路，放大、检波，信号处理根据被测物体的距离设定反射脉冲时间，
调整振荡器触发时间。定时器控制触发电路和门电路。
超声波传感器测距原理
☻ 测距原理：
• 40kHz高频信号与20Hz周期信号,调制成短脉冲群向外发 送:
超声波传感器的工作原理
11.1.3 超声波传感器基本电路
➢ 超声波传感器基本电路包括 振荡发射电路、检测电路两部分组成：
• 超声波发射电路：
由反向器①②组成RC振 荡器，经门电路完成功 率放大，经CP耦合传送 给超声波振子产生超声 发射信号。
调整振荡器频率 超声波传感器发射电路
11.1.3 超声波传感器基本电路
d 1 ct 2
超声波测厚指示仪
显示方法：128*32LCD 点阵液晶显示（带背光） 显示位数：四位 测量范围：0.8~200mm 示值精度：0.1mm 声速范围：1000~9999m./s 测量周期:2次/秒 自动关机时间：90秒 电源：二节七号电池，可连续工作不少于72
小时。 使用温度：-10C~40C 存储温度：-20C~70C 外形尺寸：108*61*25mm 重量:230g(含电池）
传感器原理及应用
超声波测距原理时序波形示意图
第11章 波与射线传感器 11.1.4 超声波传感器应用
超声波物位传感器
超声波物位传感器是利用超声波在两种介 质的分界面上的反射特性而制成的。
如果从发射超声脉冲开始，到接收换能器 接收到反射波为止的这个时间间隔为已知， 就可以求出分界面的位置，利用这种方法 可以对物位进行测量。
f1
1cvcos
t
l
1 cvcos
f2
t
l
v l f1 f2
2cos
驱动放大器 发送器
接收器
检出放大器
f1
θ
L
检出放大器
接收器
θ
发送器
υ f2
驱动放大器
超声波流速检测
• 多普勒流速测量法: 流体内的微小颗粒物与流体有相同的 移动速度，利用超声波遇到物体会产生反射，并且传播频 率发生变化；这种多普勒效应可以求出流速: 接收频率f1 和发送频率f2的差称多普勒频率f：
纵 波
声速
声波的传播速度取决于介质的弹性系数、介质密 度以及声阻抗。
固体的横波声速约为纵波声速的一半，且与频率 关系不大。而声表面波约为横波声速的90%。
11.1.1 超声波及物理特性
❖ 在固体中，纵波、横波及其表面波三者的声速有一
定的关系，通常可认为横波声速为纵波的一半，表面 波声速为横波声速的90%。气体中纵波声速为344 m/s， 液体中纵波声速在900--1900m/s。
周期 T=1/20=50ms，超声波在空气中传播距离为： 340m/s×50ms= 17m，单程距离：17m/2=850cm
• 测距通过定时控制电路、触发电路、门电路变换为与距离有 关的信号;
• 用时钟脉冲对这个信号的发送和接收之间的延迟时间进行计 数，计数器的输出值就是检测的距离。
• 时钟周期 T=1/40kHz=25μm • 340m/s (n×25μs) = 往返距离 • 单程距离 = 往返距离/2
第11章-波和射线式传感器
第11章 波与射线传感器
主要内容
传感器原理及应用
11.1 超声波传感器 11.2 红外线传感器 11.3 核辐射传感器
11.1 超声波传感器
➢ 超声波技术是以物理、电子、机械及材料学为基础的通 用技术，超声波传感器是向空气中发射超声波，再通过 探测来自某个物体的反射波检测物体有无或距离；
接地端
压电陶瓷的主要性能指标
介电常数：1000~6000 压电灵敏度D33:300~600pC/N 机械品质因素Q:100~2000 静电容:1000~100000pF（与面积有关) 频率范围：
用于超声清洗:30~100KHz 用于探伤仪及流量计：2.5~5MHz 用于雾化器:1~2MHz
c1 B ,为 介 质 密 度 ， B 为 绝 对 压 缩 系 数
❖ 由于金属、木材、玻璃、混凝土、橡胶和纸张可近乎 反射100% 的超声速，因此检测这些物体时较容易发 现。而棉花、布、绒毛等物体吸收超声波，因此很难 用超声波检测。
11.1.1 超声波及物理特性
❖ 声波在介质中传播时随距离的增加能量逐渐衰减,其 衰减的程度与声波的扩散、散射及吸收等因素有关，
超声波液位计原理 根据显示波形计算液位
1—液面 2—直管 3—空气超声探头 4—反射小板 5—电子开关
超声防盗报警器
图中的上班部分为发射电路，下半部分为接收电路。发射 器发射出频率f=40kHz左右的超声波。如果有人进入信 号的有效区域，相对速度为v，从人体法社回接收器的超 声波将由于多普勒效应，而发生频率偏移f
11. 2 红外线传感器 11.2.2 红外辐射探测器
➢ 红外传感器有两部分组成： 1）红外辐射源，有红外辐射的物体就可以视为红外
辐射源，根据辐射源的几何尺寸、距离远近可视 为点源和面源； （红外辐射源基准—黑体炉）
2）红外探测器，指能将红外辐射能转换为电能的热 敏和光敏器件。
11.2.2 红外辐射探测器
➢ 红外辐射是介于可见光和微波之间的电磁波，红外波 长比无线电波的波长短，所以红外仪器的空间分辨率比 雷达高； ➢ 红外波长比可见光的波长长，因此红外线透过阴霾的 能力比可见光强。
可红 见外 光线
微 波
11. 2 红外线传感器 11.2.1 红外辐射
ห้องสมุดไป่ตู้
➢ 工程上把红外线占据在电磁波谱中的波段分为: 近红外、中红外、远红外、极远红外四个波段。
☻ 测距原理：
• 40kHz高频信号与20Hz周期信号 调制成短脉冲群向外发送: 周期 T=1/20=50ms 超声波在空气中传播速度 340m/s×50ms=
17m,17m/2=850cm
• 测距通过定时控制电路、触发电路、 门电路变换为与距离有关的信号;
• 用时钟脉冲对这个信号的发送和接 收之间的延迟时间进行计数，计数器 的输出值就是检测的距离。 • 时钟周期 T=1/40kHz=25μS • 340m/s (n×25μS) = 往返距离 • 单程距离 = 往返距离/2
• 超声波检测电路： 接收到的超声波信号
极微弱，需要高增益的 放大电路用于检测反射 波，输出的高频信号电 压接检波、放大、开关 电路输出或报警。
超声波传感器 接收电路
11.1.3 超声波传感器基本电路
➢ 超声波测距集成模块：最大距离600cm，最小距离2cm
VCC 12V
被
功放
40KHz OSC
定时器
➢ 红外辐射的物理本质是热辐射，人、动物、火、水、 植物都有热辐射，只是波长不同而已；
➢ 一个炙热的物体向外辐射能量大部分是通过红外线辐 射出来的，温度越高辐射红外线越多，辐射能越强。
11. 2 红外线传感器 11.2.1 红外辐射
➢ 红外辐射俗称红外线是一种不可见光，其光谱位于可见 光中红色以外，所以称红外线，波长约0.75～1000μm 。