波时,压电传感器中的压电晶片受发射电脉冲激励后产生共振,并带动共振板振动,便产生超声波。接收超声波时,两电极间未外加电,共振波接收到超声波,将压迫压电晶片作振动将机械能转换为电信号。Р图2-3 超声波发生器内部结构图Р2.4 超声波测距原理Р超声波测距的方法有多种,如相位检测法、声波幅值检测法和渡越时间检测法等。相位检测法虽然精度高,但检测范围有限;声波幅值检测法易受反射波的影响,故本系统采用超声波渡越时间检测法。其原理为: 检测从超声波发射器发出的超声波,经气体介质的传播到接收器的时间,即渡越时间。渡越时间与气体中的声速相乘,就是声波传输的距离。超声波测距的原理如图2-4所示,即超声波发声器T在某一时刻发出一个超声波信号,同时计时器开始计时,当这个超声波遇到被测物体后反射回来,就会被超声波接收器R接收,于此同时计时器停止计时。这样,只要算出从发出超声波信号到接收到返回信号所用的时间,就可以算出超声波发生器与反射物体的距离。该距离的计算公式如下: Р (2-7)Р其中:d为被测物与测距器的距离;s为声波的来回路程;v为声速;t为声波来回所用时间。Р 超声波是一种声波,其声速受温度,压强,湿度等因素的影响,其中受温度的影响最大,温度平均每升高一度,声速都会增加约0.6米/秒,在已知温度为T的条件下,超声波的传播速度V的计算公式近似为: РV=331.5+0.607T (2-8)Р表2-1列出了几种不同温度下的超声波声速。在使用时,如果温度变化不大,则可认为声速基本是不变的。如果测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方进行校正,声速确定后,只要测得超声波往返时间,即可求得距离。Р图2-4 超声波测距原理图Р表2-1 不同温度下超声波声速表Р温度/℃Р-30Р-20Р-10Р0Р10Р20Р30Р100Р速度(m/s)Р313Р319Р325Р323Р338Р344Р349Р386
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