超声波传感器的检测模式
超声波检测焊缝的几种常用方法
超声波检测焊缝的几种常用方法
超声波检测焊缝的几种常用方法有：
1. 传统超声波检测方法：使用单个超声波传感器沿着焊缝进行扫描。
根据超声波的传播和反射情况来判断焊缝的质量。
2. 相控阵超声波检测方法：通过一组多个超声波传感器，可以同时发送多个超声波束进行扫描。
利用相控阵扫描技术，可以实现对焊缝的全方位检测和成像。
3. 接触式超声波检测方法：将超声波传感器直接接触到焊缝表面，通过传输超声波进行检测。
这种方法通常用于对焊缝的表面缺陷进行检测。
4. 无损检测方法：利用超声波对焊缝进行无损检测。
通过测量超声波在焊缝中的传播速度、衰减和反射等特性来判断焊缝的质量。
5. 脉冲回波超声波检测方法：通过发送短脉冲超声波信号，测量回波信号的时间和幅值来判断焊缝的缺陷和界面情况。
这种方法适用于焊缝的测厚和界面检测。
超声波物位计使用说明书
超声波传感器一、产品简介利用声波介质对被检测物进行非接触式和无磨损的检测。
超声波传感器对无论是透明性的物体还是有颜色的物体，金属物体或者非金属物体、以及固体、液体或是粉状物质，均能检测。
周围环境条件如有烟环境、灰尘环境或是下雨条件下几乎都不会影响超声波传感器的检测性能。
二、超声波测距原理发射超声换能器发射出的超声脉冲，通过传播媒质传播到被测介质，经反射后再通过传声媒质返回到接收换能器，测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。
再根据传声媒质中的声速，就可以算得从换能器到介质面的距离。
从而确定液位。
因此我们可以计算出探头到反射面的距离D ＝ C*t/2(除以2是因为声波从发射到接收实际是一个来回，D是距离，C是声速，t是时间）。
三、产品特点高分辨率响应时间短数码管显示测量距离通过RS 232/485 完成参数设置丰富的输出方式：开关量、模拟量、RS232/485四、主要技术指标你五、安装指南5.1 安装注意事项(1)超声波传感器安装时发射面应垂直于被测物体； (2)电源线和输出信号线不要接反。
5.2安装尺寸⑴ 超声波传感器外形图：HFTCGQ_SMG 型：(2)超声波传感器尺寸图 HFTCGQ_SMG 型：功 能 一体型量 程 0.05~0.5m 0.1~1m 0.2~3m 0.2~4m 0.3~5m 0.3~6m探头频率200K 100K 65K 65K 50K 50K安装尺寸HFTCGQ_SMG 型 M60*1.5M18*1.5M27*1.5 M40*1.5 M40*1.5 M40*1.5M40*1.5分辨率 3mm 或0.1%（取大者） 响应时间 < 200ms显 示 LED , 数码管 发射角度 20°模拟输出 4～20mA/500Ω负载、0~5V开关量输出 继电器DC 30V/ 5A 、PNP/NPN （5V ）（可选） RS232/485 MODBUS 协议或者厂家自定义协议（可选） 供 电 标配24V （±15%） 环境温度 -20～+60℃， 防护等级IP65 可选IP67超声波传感器5.3 实物安装HFTCGQ_SMG型：①在被测物体上方装一个法兰②法兰上放一片内径相同的垫片③把测距传感器对准法兰孔④将测距传感器放入法兰孔⑤从法兰底部看到的情况⑥法兰下放一片内径相同的垫片你⑦拧上螺母固定好测距传感器⑧给测距传感器接上电缆线HFTCGQ_ZL型：（停产）①在被测物体上方装一个法兰②把测距传感器对准并放入法兰孔③拧上螺母固定好测距传感器④给测距传感器接上探头线超声波传感器⑤给测距传感器接上电缆线5.4 接线方式电源：红线： 24VDC+ 黑线： 24VDC–1、4~20mA：蓝线： mA + 黄线： mA–2、0~5V：蓝线： V + 黄线： V–3、485/232通讯：黄线：T/R+ 蓝线： T/R–4、继电器信号：蓝线黄线你5、NPN信号：蓝线：NPN+ 黄线：NPN -6、PNP信号：蓝线：PNP+ 黄线：PNP-备注：1、输出信号选择（1~6）其中一种；2、要将黑线可靠接地；3、当测距传感器为mA模块时，也可将黄线（mA-）接地；六、信号说明HFTCGQ_SMG型：初始上电时，电源指示灯“绿灯”常亮。
超声波传感器测试方法
超声波传感器测试方法超声波传感器是一种常用的非接触式测距传感器，能够通过发射和接收超声波来测量目标物体与传感器之间的距离。
在实际应用中，超声波传感器被广泛应用于自动化控制、安防监控、智能车辆等领域。
本文将介绍超声波传感器的测试方法及注意事项。
进行超声波传感器的测试前，需要准备相应的实验设备和工具。
常用的超声波传感器测试设备包括示波器、信号发生器、电源以及测试电路板等。
此外，还需要一些辅助工具如导线、万用表等。
接下来，进行超声波传感器的基本功能测试。
首先，将超声波传感器与测试电路板连接，并接通电源。
然后，使用示波器观察传感器输出的信号波形。
在测试过程中，可以通过调节信号发生器的频率和幅度，来检验传感器的灵敏度和响应速度。
同时，还可以通过改变目标物体与传感器的距离，观察传感器输出信号的变化情况，以验证传感器的测距功能。
在进行超声波传感器测试时，需要注意一些问题。
首先，要确保测试环境的稳定性，避免外界干扰对测试结果的影响。
其次，要注意传感器与目标物体之间的距离，过远或过近都可能导致测量误差。
此外，还应注意超声波传感器的工作频率范围，选择合适的信号发生器进行测试。
在测试过程中，还应注意保持传感器的工作温度和电压范围，避免超出其额定参数。
除了基本功能测试，还可以进行一些其他的测试。
例如，可以测试超声波传感器的角度分辨率和测量范围。
角度分辨率是指传感器能够识别目标物体位置的最小角度间隔，测量范围是指传感器可以测量的最大距离。
这些参数的测试可以通过在不同角度和距离下，观察传感器输出信号的变化来进行。
还可以进行一些特殊环境下的测试。
例如，在高温或低温环境中，测试超声波传感器的性能。
在湿度较高或存在尘埃等环境中，测试传感器的稳定性和抗干扰能力。
这些测试可以帮助评估超声波传感器在不同工作环境下的适用性。
超声波传感器的测试方法包括基本功能测试、角度分辨率和测量范围的测试以及特殊环境下的测试。
在测试过程中，需要注意测试环境的稳定性、传感器与目标物体的距离以及传感器的工作参数。
超声波传感器使用说明
超声波传感器使用说明书 浙江亚龙教育装备股份有限公司全国机电一体化产品的装配与调试竞赛指定产品目录一、超声波传感器介绍： (3)（一）、超声波传感器参数表 (3)（二）、外观介绍 (3)（三）、工作原理 (4)（四）、参数设置 (4)（五）、超声波传感器接线说明 (5)二、西门子S7-224XP与超声波传感器使用说明 (6)（一）、接线原理图 (6)（二）、编程思路 (6)三、三菱FX0N-3A模拟量模块与超声波传感器的使用说明 (8)（一）、接线原理图 (8)（二）、编程思路 (9)四、汇川H2U-6A扩展卡与超声波传感器的使用说明 (10)（一）、接线原理图 (10)（二）、编程思路 (11)一、超声波传感器介绍：（一）、超声波传感器参数表（二）、外观介绍图1-1如1-1图所示：左边绿色指示灯为电源和信号强度指示灯，右边黄色指示灯 为信号输出指示灯，TEACH为调节按钮（三）、工作原理图1-2 工作原理图如图1-2所示：可分为四个区域，最小和最大工作范围，近限和远限设定点。
（1）检测物体在最小和最大工作范围内，电源指示灯变为绿色，代表物体在可工作区域内；（2）检测物体在近限和远限设定点内，信号指示灯变为黄色，代表物体在设定点范围内，有信号输出；（3）检测物体在最小和最大工作范围外，电源指示灯变为红色，信号指示灯变为白色，代表物体在工作范围外，无信号输出。
（四）、参数设置近限和远限手动设置（1） 进入编程模式：长按TEACH Push Button 直到OUT灯变红；（2） 设置低限：短按TEACH Push Button，设置完成OUT灯闪烁；（3） 设置高限：短按TEACH Push Button，设置完成退出编程模式，进入RUN 模式OUT灯变回初始状态；（4） 低限或高限没有设置完成前，长按TEACH Push Button，退出编程模式；（5） 在编程模式下，低限设置前，如果时间超过120秒，退出编程模式（五）、超声波传感器接线说明图1-3棕色（bn）：+24v蓝色(bu)：0V（模拟量输出公共端）白色(wh):模拟量输出端黑色(bk)：开关量信号端灰色(gy):远程终端屏蔽线(shiled)：接地端mm 数字量68mm6000320000二、西门子S7-224XP 与超声波传感器使用说明（一）、接线原理图图2-1（二）、编程思路S18UIA 传感器输出为4~20ma 的电流，西门子224XP 系列PLC 模拟量输入为0~10v 满量程为0~32000；所以在模拟量输出端外加500欧姆的电阻转化为2~10v 的电压。
超声波传感器的使用方法和测距准确度
超声波传感器的使用方法和测距准确度超声波传感器是一种常用的测距设备，它利用了声波在空气中传播的特性来测量距离。
在工业自动化、智能家居和机器人等领域，超声波传感器被广泛应用。
本文将介绍超声波传感器的使用方法和测距准确度，以帮助读者更好地了解和应用这种传感技术。
一、超声波传感器的工作原理超声波传感器通过发射超声波脉冲并接收反射回来的声波来测量距离。
其工作原理基于声波在空气中传播的速度是已知的，因此可以通过测量声波的往返时间来计算距离。
传感器的发射器发射超声波脉冲，然后等待接收到反射波的时间，通过测量时间间隔就可以得到距离。
二、超声波传感器的使用方法超声波传感器的使用非常简单，只需连接至相应的电路和控制器。
在测距前，用户需要进行以下几个步骤：1. 确定适当的超声波传感器型号：超声波传感器有多种不同型号和规格可供选择，因此用户需要根据实际需求选择适合的型号。
一般来说，传感器的功耗、测距范围和精度是需要考虑的重要因素。
2. 连接电源和信号线：超声波传感器通常需要接入电源和信号线，以便传输测距数据和控制信号。
用户需要根据传感器的规格和要求，正确连接相应的线缆。
3. 安装传感器：根据实际应用场景，用户需要将超声波传感器正确安装在测距的目标物体附近。
要保证传感器与目标物体之间没有遮挡物，以充分发挥传感器的功能。
4. 数据采集和处理：连接超声波传感器后，用户可以通过相应的控制器或电路板来采集和处理传感器输出的数据。
一般情况下，用户可以将测距数据用数字设备进行显示或存储，也可以通过编程实现更复杂的功能。
三、超声波传感器的测距准确度超声波传感器的测距准确度是使用者非常关注的一个重要指标。
其测距准确度主要受到以下几个因素的影响：1. 传感器频率：超声波传感器的频率决定了其测距能力的上限。
一般来说，频率越高，传感器的测距精度越高。
但是高频的传感器通常功耗也较高，因此需要根据实际需求权衡测距范围和功耗。
2. 目标物体的特性：不同的目标物体对超声波的反射能力不同，这也会影响传感器的测距准确度。
邦纳 超声波传感器操作说明
示教成功: 电源灯: 亮绿灯 示教不成功: 相应输出灯: 继续黄灯闪烁
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T30U双开关量操作
OUTPUT2在设定检测窗口输出，在设定窗口之外时 OUTPUT1互补输出.
按键示教方法
同时按住两个按纽并 保持2S以上
作用 当传感器在正常工作状态下目标物超过设定范围(常开模式) 当传感器在正常工作状态下目标物在设定范围内(常开模式) 等待示教第一点(示教模式) 等待示教每二点(示教模式)
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QS18U操作
两点示教方法
传感器就在您设定的两点范围之内进行输出
远程示教 给示教线四个正脉冲
结果 锁定/解锁相互转换
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T30U开关量与模拟量操作
电源灯 不亮 绿灯闪烁 亮绿色
没有电源 输出过载 传感器正常工作状态
作用
信号灯
作用
不亮
表示声波没有返回来
红灯闪烁
表示传感器接受信号的强弱,闪烁越快,信号越强.
接线图
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S18U操作
电源灯/信号灯
输出灯/示教灯 按键
电源灯/信号灯 不亮 亮红色 亮绿色
作用 没有电源 传感器没有接收到回波 传感器正常工作状态,并且信号很好.
输出/示教灯 不亮 亮黄灯 亮红灯 红灯闪烁
将目标物放在第一点 位置 按一下按纽
将目标物放在第二点 的位置 再按一下按纽
如何设定超声波传感器
如何设定超声波传感器一, 设定超声波传感器模式注：我们目前设备上的超声波传感器的状态都需要设定成常闭模式（NC)。
要设定正确的模式，请按以下步骤进行：1，在设备通电的情况下，断开传感器的电源（可以是旋插在传感器后面的插头，或者是接到控制板上的插座）。
2，接上插头，恢复传感器电源。
3，以下步骤需要在5分钟内完成，否则需要重新执行步骤1和2。
4，长按住（不要放）传感器上的黄色学习按钮，这时红色和绿色led灯都会亮（不用管一开始绿色灯会先闪烁）。
继续按住直到只有红灯闪烁，然后松开学习按钮。
５，松开学习按钮后，现在应该只有红灯在亮。
如果红灯不能保持继续亮着的话，重复第４步。
６，按住（不放）学习按钮，红灯和绿灯都会亮。
７，然后松开学习按钮，红灯和绿灯都会熄灭。
这样的话，这个传感器就被设定成常闭模式了。
二，设定超声波传感器灵敏度注：最好的灵敏度是传感器只能感应在传送皮带上５毫米之内的硅片，一般来说，只要不超过皮带上方２０毫米都没有问题。
1，在设备通电的情况下，断开传感器的电源（可以是旋插在传感器后面的插头，或者是接到控制板上的插座）。
2，接上插头，恢复传感器电源。
3，以下步骤需要在5分钟内完成，否则需要重新执行步骤1和2。
4, 长按住（不要放）传感器上的黄色学习按钮，直到绿色灯闪烁。
5，松开学习按钮，此时绿色灯应该还在闪烁。
6，在传感器上方的皮带上面大约5毫米的高度用硅片挡住。
7，按住学习按钮，一开始绿色灯会亮。
保持按住按钮不放，直到红色和绿色灯都亮了，并且保持不灭。
8，然后松开学习按钮。
9，这样灵敏度就调节好了。
可以拿个硅片在确认一下是否绿色灯会在感应到硅片就亮，拿走硅片绿灯马上灭掉。
三，几点说明1，注意灯的亮和闪烁是两个不同的状态。
2，不需要开关整个设备进行传感器调节。
事实上是设备一直处于通电状态，通断电的只有需要设定的传感器，即通过插拔其上面的电源线（也即信号线）来进行整个过程。
3，以上只是超声波传感器的设定步骤，不能适用于其他传感器。
超声波传感器测试实验报告
超声波传感器测试实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是对超声波传感器的性能进行全面测试，以了解其在不同条件下的工作特性和测量精度，为后续的应用提供可靠的数据支持。
二、实验原理超声波传感器是利用超声波的特性来测量距离和检测物体的。
它通过发射超声波脉冲，并接收反射回来的声波，根据发射和接收的时间差来计算距离。
超声波在空气中的传播速度约为 340 米/秒，通过测量发射和接收的时间间隔 t，距离 d 可以通过公式 d ＝ v × t ／ 2 计算得出，其中 v 为超声波在空气中的传播速度。
三、实验设备与材料1、超声波传感器模块：型号为_____，工作频率为_____kHz。
2、微控制器：＿____型号，用于控制传感器和处理数据。
3、电源：提供稳定的_____V 直流电源。
4、示波器：用于观测传感器的输出信号。
5、障碍物：不同材质和形状的物体，如木板、金属板、球体等。
6、测量工具：卷尺，精度为_____mm。
四、实验步骤1、连接电路将超声波传感器与微控制器按照说明书进行正确连接，确保电源供应稳定。
将示波器连接到传感器的输出端，以观察输出信号的波形和特征。
2、传感器校准在无障碍物的开阔空间中，对传感器进行初始校准，设置基准距离为 0 米。
3、距离测量实验放置传感器在固定位置，分别在距离为 01 米、02 米、05 米、1 米、2 米、3 米、4 米、5 米处放置障碍物，记录传感器测量的距离值。
每个距离点进行多次测量，取平均值以提高测量的准确性。
4、障碍物材质和形状影响实验分别使用木板、金属板、塑料板等不同材质的障碍物，在相同距离下进行测量，观察测量结果的差异。
更换不同形状的障碍物，如平面、曲面、球体等，研究其对测量结果的影响。
5、环境因素影响实验在不同的温度（如 10℃、20℃、30℃）和湿度（如 30%、50%、70%）条件下进行测量，分析环境因素对测量精度的影响。
在有噪声干扰的环境中进行测量，观察噪声对传感器输出信号的影响。
超声波传感器介绍及应用
简介：
A01超声波传感器，通过超声波技术对物体或人进行距离探测。
传感器防护等级可达IP67适用不同的环境。
可支持UART输出、PWM输出及开关量输出，有受控输出方式，可根据实际应用场景，把功耗降到适用。
广泛应用各场景物体接近与存在察觉、停车管理系统、智能垃圾桶满溢监测。
优势：
①完全自主研发，十年以上超声波传感器的行业经验；
②可根据客户需求研发、定制；
③成熟应用国内外多家企业、单位。
特点：
①超声波传感器不受检测物体的颜色、透明度、材质（金属、非金属）造成的影响；
②3.3V～5.0V电源供电，待机电流可低于10uA，低功耗设计，可根据实际应用，把功耗降到最低；
③专业检测模式设定，分为平面测距、人体测距、垃圾检测。
技术参数：
①工作电压：3.3-5V
②平均电流：10mA
③盲区距离：28cm
④测距最远量程：平面测距：750cm；人体测距：750cm；垃圾检测：250cm。
选型说明：
①A01A系列传感器，主要用于平面测距；可对平面物体目标进行针对性测量，可测量距离远、精度高。
②A01B系列传感器，主要用于人体测距；对人体检测灵敏，人体目标测量更加稳定，盲区内测量到物体稳定性高。
无喇叭口状态下能在200cm内稳定测量人体上半身，有喇叭口状态下能在350cm内稳定测量人体上半身。
③A01C系列传感器，主要用于垃圾检测；通过专用算法智能过滤垃圾箱边框及干扰物体而准确测量出垃圾箱内垃圾的满溢状态。
超声波传感器性能指标测试技术
说明书一种超声波传感器指标检测技术技术领域本发明涉及超声波传感器指标检测技术。
背景技术超声波传感器是一种压电陶瓷器件，它通过压电效应来实现机械能和电能的双向转换。
它的传播速度为344m/s(25度)工作频率一般在20kHz～200kHz,通过反射及多谱勒效应来确定障碍物的距离及相对速度。
探测距离一般在1米～2米.它广泛地应用在倒车声纳、防盗报警、流量计、停车计时、自动门等产品系统中。
超声波传感器系统的详细工作流程为：控制器通过驱动电路驱动超声波传感器（收发一体集成式）通过压电转换，发出一束短促的、固定频率的超声波信号，当这束超声波脉冲遇到障碍物时就会发生反射，接收传感器将会收到反射的机械回波，再通过压电转换，回波电信号经过放大、滤波、检波等处理后，控制器根据发射超声波与接收到反射回波之间的时间间隔，计算出传感器与障碍物之间的距离。
以下为它的一些主要参数：声压特性声压(SPL)是表示传感器发射音量大小的参数。
用下列公式表示：SPL=20logP/Pre(dB)“P”为有效声压，“Pre”为参考声压（2×10-4ubar），超声波传感器的发射声压一般为≧100dB.灵敏度灵敏度是表示传感器接收能力强弱的参数，用如下公式表示：20logE/P(dB)“E”为产生的电压值（VRMS），“P”为输入的声压（ubar）。
超声波传感器的灵敏度一般为-60dB~-85dB.探测包络传感器的可探测区域是不规则的，一般在正后方最强，距离越远衰减越快；在斜方向的反射较弱，总体可探测区域呈扇形分布。
常规超声波传感器的检测流程如下：1、设置一个屏蔽箱，在屏蔽箱内指定的最远探测距离位置(1.5m～2米m)放一个标准测试杆，一般为￠75mm的PVC管，将待调试的传感器模块放入测试架，接上示波器。
2.系统上电，调整传感器板的可调中周，使中周与传感器内部的等效电容产生特定频率的谐振并达到最佳点；再调试传感器板的回波灵敏度（一般通过可调电阻），通过示波器观察障碍物的回波宽度达到要求的值。
超声波传感器 资料
超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
中文名超声波传感器所属类别传感器物理学原理超声波的特性组件压电材料工作频率压电晶片的共振频率适用领域工业、国防、生物医学目录.1组成部分.2性能指标.▪工作频率.▪工作温度.▪灵敏度.▪指向性.3相关应用.▪主要应用.▪具体应用.4工作相关.▪工作原理.▪工作程式.▪工作模式.5系统构成.6检测方式.7检测好坏.8液位测试.9其他.▪区分.▪注意事项.▪暴露问题组成部分超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。
小功率超声探头多作探测作用。
它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头发射、一个探头接收）等。
性能指标超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。
构成晶片的材料可以有许多种。
晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，我们使用前必须预先了解它的性能。
超声波传感器的主要性能指标包括：工作频率工作频率就是压电晶片的共振频率。
当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。
工作温度由于压电材料的居里点一般比较高，特别是诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。
医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。
主要取决于制造晶片本身。
机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
超声波传感器测量距离
一、超声波测距原理超声波测距原理是通过超声波发射器向某一方向发射超声波,在发射时刻的同时开始计时,超声波在空气中传播时碰到障碍物就立即返回来,超声波接收器收到反射波就立即停止计时。
超声波在空气中的传播速度为v ,而根据计时器记录的测出发射和接收回波的时间差△t ,就可以计算出发射点距障碍物的距离S ,即:S = v·△t /2 ①这就是所谓的时间差测距法。
由于超声波也是一种声波, 其声速C与温度有关,表1列出了几种不同温度下的声速。
在使用时,如果温度变化不大, 则可认为声速是基本不变的。
常温下超声波的传播速度是334 米/秒,但其传播速度V 易受空气中温度、湿度、压强等因素的影响,其中受温度的影响较大，如温度每升高1 ℃, 声速增加约0. 6 米/ 秒。
如果测距精度要求很高, 则应通过温度补偿的方法加以校正（本系统正是采用了温度补偿的方法）。
已知现场环境温度T 时, 超声波传播速度V 的计算公式为：V = 331.45 + 0.607T ②声速确定后,只要测得超声波往返的时间,即可求得距离。
这就是超声波测距仪的机理。
二、系统硬件电路设计图2 超声波测距仪系统框图基于单片机的超声波测距仪框图如图2所示。
该系统由单片机定时器产生40KHZ的频率信号、超声波传感器、接收处理电路和显示电路等构成。
单片机是整个系统的核心部件，它协调和控制各部分电路的工作。
工作过程：开机，单片机复位，然后控制程序使单片机输出载波为40kHz的10个脉冲信号加到超声波传感器上，使超声波发射器发射超声波。
当第一个超声波脉冲群发射结束后，单片机片内计数器开始计数,在检测到第一个回波脉冲的瞬间,计数器停止计数，这样就得到了从发射到接收的时间差△t;根据公式①、②计算出被测距离,由显示装置显示出来。
下面分别介绍各部分电路：1 、超声波发射电路超声波发射电路如图3所示，89C51通过外部引脚P1.0 输出脉冲宽度为250μs , 40kHz的10个脉冲串通过超声波驱动电路以推挽方式加到超声波传感器而发射出超声波。
超声波传感器
超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性，将超声波信号转换成电信号的传感器。
在讲述超声波传感器之前，我们先来了解一下超声波。
声波是一种能在气体、液体、固体中传播的机械波。
声波按频率可分为次声波、声波和超声波。
声波频率在16Hz-20kHz 之间,是能为人耳所闻的机械波；次声波就是频率低于16 Hz 的机械，而波超声波则是频率高于20kHz的机械波。
超声波的特性是频率高、波长短、绕射现象小。
它最显著的特性是方向性好，且在液体、固体中衰减很小，穿透本领大，碰到介质分界面会产生明显的反射和折射，因而广泛应用于工业检测中。
超声波的传播速度：超声波通常有纵波、横波及表面波，他们的传播速度，取决于介质的弹性常数及介质密度。
气体和液体中只能传播纵波，气体中声速为344m/s，液体中声速为900-1900m/s。
在固体中，纵波、横波和表面波三者的声速成一定关系。
通常可认为横波声速为纵波声速的一半，表面波声速约为横波声速的90% 。
超声波在介质中传播时，随着传播距离的增加，能量逐渐衰减。
能量的衰减决定于超声波的扩散、散射和吸收。
以超声波作为检测手段，能产生超声波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器。
超声波传感器性能指标超声波传感器的主要性能指标，包括；（1）工作频率。
工作频率就是压电晶片的共振频率。
当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。
（2）工作温度。
由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不产生失效。
医疗用的超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。
（3）灵敏度。
主要取决于制造晶片本身。
机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。
工作原理超声波传感器按其工作原理，可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等，以压电式最为常用。
※压电式超声波传感器压电式超声波传感器是利用压电材料的压电效应原理来工作的。
超声波传感[精华]
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超声波传感[精华]超声波传感器应用超声波传感器应用分两种形式，一种是发射和接收传感器分置被测物两侧，称为透射型，可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等;另一种是发射和接收传感器同置被测物一侧，称为反射型，可用于接近开关、测距、测液位、测流量、料位、金属探伤以及测厚等，如图20-13所示。
按超声波的波形分，超声波又可分为连续超声波和脉冲波。
连续超声波是指持续时间较长的超声振动波。
而脉冲波则是持续时间仅有几十个往复脉冲的振动波。
为了减少干扰，超声波传感器大多采用脉冲波形式。
一、超声波测厚如图20-14所示。
从图中可看出，双晶直探头左边的压电晶片发射超声脉冲，经探头底部设置的延迟块延时后进入被测体，在到达被测体底分界面时，被反射回来，并被右边的压电晶片所接收。
这样只要检测出从发射脉冲波到接收脉冲波的所需时间t(扣除两次延迟时间)，再乘以被测体的声速常数c，就是超声脉冲波在被测体所经过的来回距离，也就代表了被测体的两倍厚度δ，即式中 t——测量时间;t——延时。
0二、超声波测介质密度如图20-15所示。
与测厚原理类似，当检测出从发射脉冲波到接收脉冲波的所需时间t(扣除两次延迟时间)后，根据封闭管道直径D以及公式(20-8)，可求出超声波在被测流体中的声速。
由实验证明，该速度与流体的密度有关，当声阻抗Z一定时，声速和密度ρ成反比。
显然，式(20 -1)的严格物理条件应为介质均一才能保证声阻抗Z恒定。
实际工业测量尤其是石油行业的被测介质绝大部分是混合相，声阻抗Z、声速C以及密度p均为变量，不满足式(20-1)的数学定义，所以采用超声波测量密度必须由实验决定。
原油输送中的油水混合相经过工艺处理，一般情况下水仅占总体积量的千分之几，在测量误差允许范围内可认为混合相声阻抗近似等于原油声阻抗Z。
确定方法有两种:一是取一定容积的具有代表性的原油置于几何尺寸一定的容器内且密度已知、介质静止，采用测厚法求出声速c，然后通过式(20-1)计算出原油声阻抗Z。
超声波传感器
英文名称：ultrasonic sensor定义：利用超声波检测技术，将感受的被测量转换成可用输出信号的传感器。
超声波传感器超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
基本介绍超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。
超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。
超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。
因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。
以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。
完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。
超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波，也可以接收超声波。
小功率超声探头多作探测作用。
它有许多不同的结构，可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等。
超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片。
构成晶片的材料可以有许多种。
晶片的大小，如直径和厚度也各不相同，因此每个探头的性能是不同的，使用前必须预先了解它的性能。
超声波传感器的检测方法
超声波传感器的检测方法一、传感器种类识别在超声波传感器的检测中，首要步骤是识别传感器的种类。
常见的超声波传感器类型包括压电式、电磁式和电容式。
每种类型的传感器有其独特的特性和应用场景，因此识别种类是确保正确检测的关键。
二、信号处理方法超声波信号的处理对于传感器的准确检测至关重要。
常用的信号处理方法包括滤波、放大、检波、解调等。
这些处理方法能够增强信号，降低噪声，从而提高检测的准确性和可靠性。
三、传感器的频率响应了解传感器的频率响应是评估其性能的重要环节。
频率响应决定了传感器对不同频率超声波的敏感度，从而影响其探测能力和范围。
因此，在检测过程中，需要测试传感器的频率响应，确保其满足使用要求。
四、信号幅度的测量信号幅度的测量是评估传感器性能的关键参数。
通过测量信号幅度，可以了解传感器的灵敏度、探测距离以及与目标物体的相互作用。
信号幅度的测量通常采用峰值、平均值或有效值等方法。
五、探测物体的类型和状态超声波传感器对不同类型的物体具有不同的探测能力。
了解传感器的探测物体类型和状态有助于评估其在特定应用场景中的性能。
例如，不同介质的声阻抗和衰减特性会影响传感器的探测效果。
六、温度对传感器的影响温度是影响超声波传感器性能的重要因素之一。
温度变化可能影响传感器的灵敏度、频率响应和信号幅度。
因此，在检测过程中需要考虑温度对传感器的影响，并在实际使用中补偿或调整因温度变化造成的误差。
七、噪声与干扰的排除在超声波传感器的检测过程中，噪声与干扰是一个常见问题。
为了确保准确的检测结果，需要采取措施排除噪声和干扰的影响。
这包括采用适当的滤波器、提高信号处理算法的抗干扰能力等。
八、环境因素的影响环境因素如湿度、气压和风速等可能对超声波传感器的性能产生影响。
在检测过程中，需要了解这些因素对传感器的影响程度，并采取相应措施减小其对检测结果的干扰。
例如，在湿度较大的环境中，声波的传播速度可能会受到影响，需要对此进行校准和补偿。
九、安全性能的评估在超声波传感器的检测过程中，安全性能的评估也是必不可少的环节。
4-超声波传感器的特性
实训1：超声波传感器的特性测试
实训目的： 1. 掌握超声波测距传感器学会基本的测试使用方法。 2. 了解超声波传感器的幅频特性，确定其此超声波传感 器的中心频率（或谐振频率） 实训条件： TCT40-16T/R超声波传感器一套、信号发生器一台、 示波器一台，直尺一把
实训1：超声波传感器的特性测试
实训1：超声波传感器的特性测试
表2：中心频率下测试超声波传感器的传输特性数据记录
V in ( V ) 2V
V PP ( V )
2.5V 3V
3.5V 4V
4.5V 5V
5.5V
6V
6.5V
V in ( V ) 7V
V PP ( V )
7.5V 8V
8.5V 9V
9.5V 10V
10.5V 11V
TCT40-16T发射头一般来讲工作电压可以到100V左右； 所发射的超声波采用固定的中心频率（或谐振频率）为40kHz 的波形驱动，且占空比要求为50%；两个引脚没有正负（因为 是交流驱动发射），真要分个正负的话就把有接外壳的那个脚 接到应用电路的地（这样输出信号是对地的）。 这种传感器的带宽较窄、具有单峰特性，即在中心频率处 灵敏度最高，输出信号幅度最大，也几乎在这个频点，接收器 的接收灵敏度最高， 而在中心频率两侧则迅速衰减。
f ( kHz )
42.5K
43K
43.5K 44K
44.5K
45K
46K
47K
48K
49K
V PP ( V )
实训1：超声波传感器的特性测试
三、在中心频率下测试超声波传感器的传输特性： 步骤1：调节信号发生器输出方波的频率为中心频率，本测试要 求保证在中心频率下进行测定。
超声波传感器的性能测试.
【超声波传感器的性能测试】一．测试目的1．掌握超声波测距传感器学会基本的测试使用方法。
2．了解超声波传感器的幅频特性，确定其此超声波传感器的中心频率（或谐振频率）。
二．测试器材超声波传感器一套、信号发生器一台、示波器一台，直尺一把三．测试步骤1. 装置连接（1）调节信号发生器输出方波信号，其峰峰值可在2V~10V 范围调整，频率可在30K ～49K 范围内连续可调整，要求通过示波器确认信号幅度及频率输出情况。
（2）将方波信号输出端子接到超声波传感器发射头的两个输入引脚，将示波器的接地端子和信号端子分别连接超声波传感器接收头的两个输出引脚。
（3）固定发射头与接收头的间距为10cm ，并将发射头对准接收头，准备测试接收头接收到的同频信号电压。
图3.9 装置连接图2．测试超声波传感器的幅频特性：（1）调节信号发生器输出方波信号的峰峰值为10V ，本测试要保证输出幅度恒定的情况下进行。
（2）调节方波信号的频率，使其在30K ～49K 范围内变化，用示波器观察超声波接收头的输出信号波形，记下P P V 的值。
请按照如下表格设置的频率数据要求进行测试，总计测试30对数据。
表3.1f ( kHz ) 30K 31K 32K 33K 34K 35K 35.5K 36K 36.5K 37K P P V ( V )f ( kHz )37.5K 38K 38.5K 39K 39.5K 40K 40.5K 41K 41.5K 42K P P V ( V )信号发生器示波器发射头接收头R探头f ( kHz ) 42.5K 43K 43.5K 44K 44.5K 45K 46K 47K 48K 49K P P V ( V )注意：要求测试每对数据时，一定要首先用示波器准确调试信号发生器输出的方波信号后，再驱动发射头，测试接收头产生的同频信号电压P P V 。
分析30对记录数据，绘制输出P P V ~f 关系曲线，得出超声波传感器幅频特性结论。
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超声波传感器利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。
超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测。
其检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天。
超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式。
位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器，从而使传感器检测到被测物。
还有部分超声波传感器采用对射式的检测模式。
一套对射式超声波传感器包括一个发射器和一个接收器，两者之间持续保持“收听”。
位于接收器和发射器之间的被检测物将会阻断接收器接收发射的声波，从而传感器将产生开关信号。
超声波传感器特别适合在“空气”这种介质中工作。
这种传感器也能在其它气体介质中工作，但需要进行灵敏度的调节。
几乎所有的超声波传感器都能对开关输出的近点和远点或是测量范围进行调节。
在设定范围外的物体可以被检测到，但是不会触发输出状态的改变。
一些传感器具有不同的调节参数，如传感器的响应时间、回波损失性能，以及传感器与泵设备连接使用时对工作方向的设定调节等。
波长等因素会影响超声波传感器的精度，其中最主要的影响因素是随温度变化的声波速度，因而许多超声波传感器具有温度补偿的特性。
该特性能使模拟量输出型的超声波传感器在一个宽温度范围内获得高达0.6mm的重复精度。
所有系列的超声波传感器都有开关量输出型产品。
一些产品还有2路开关量输出（如最小和最大液位控制）。
大多数产品系列都能提供具有模拟量电流或是模拟电压输出的产品。
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