超声波传感器原理以及液位测量的完整实例讲解含原理图

超声波传感器

宇文皓月

1、相关知识：

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发生的，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发生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能发生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

1、 工作原理：

超声波传感器主要资料有压电晶体(电致伸缩)及镍铁铝合金(磁致伸缩)两类。这里主要分析一下压电晶体资料的超声波传感器，压电晶体资料的超声波传感器主要应用了某些特殊资料的压电效应和逆压电效应的特性，也就是超声波传感器的发送器和接收器两部分，发送时，在压电晶体端通上高压500V以上的高压脉冲，利

用逆压电效应的特性，使晶片发射出一束频率落在超声波范围内、持续时间很短的超声振动波，超声振动波到达被测物体底部后，超声波绝大多数能量被界面所反射，反射波经过短暂的时间回到压电晶片，利用压电效应，晶片将机械振动波转换成同频率的交变电荷和电压。 2、 超声波传感器的应用（超声波传感器实现物位检测） 同步电路 功率放大器 脉冲发生器 H1 H0 H2 H 脉冲放大器 计时电路 显示器 too to 超声波液位计原理图 将超声波探头接入如上图所示的电路中 分析如下： H0/to=H1/too 所以有： H1=(too/to)H0 所以液位H为： H=H2-H1

通过如上的简单计算即可测得液位的高度。 4、超声波传感器的罕见分类：

一、根据使用方法：可分为收发一体型、收发分体型（收发各一只）；

二、根据结构来分：可分为开放型、防水型、高频型等； 三、根据使用环境：可分为空气中和水声换能器；等等。。。