超声波传感器是如何测距的？

超声波传感器的测距原理

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。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。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面

HC-SR04

最常用的超声测距的方法是回声探测法，如下图，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时计数器开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物面阻挡就立即反射回来，超声波接收器收到反射回的超声波就立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s，根据计时器记录的时间t，就可以计算出发射点距障碍物面的距离s，即：s=340t/2

超声波测距原理

特点

1、频率越高，精度也越高，但检测距离越近（空气衰减增大）；

2、输出功率越高、灵敏度越高，检测距离也越远；

3、通常检测角度小的，测距范围略远；

应用场景

1、机器人避障

2、物体测距

3、液位检测

4、公共安防

5、停车场检测

超声波传感器测距方法详解

在日常生产生活中，超声波测距传感器主要应用于汽车的倒车雷达、及机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等需要自动进行非接触测距的场合。目前有两种常用的超声波测距方案。一种是基于单片机或者嵌入式设备的超声波测距系统，一种是基于CPLD(Complex Programmable Logic Device)的超声波测距系统。想要了解超声波测距传感器的相关应用设计首先我们必须了解超声波传感器测距的工作原理。

超声波传感器测距工作原理

超声波传感器测距工作原理

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是指频率大于20 kHz的在弹性介质中产生的机械震荡波，其具有指向性强、能量消耗缓慢、传播距离相对较远等特点，因此常被用于非接触测距。由于超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中。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。，因此超声波测距对环境有较好的适应能力，此外超声波测量在实时、精度、价格也能得到很好的折衷。

目前超声波测距的方法有多种：如往返时间检测法、相位检测法、声波幅值检测法。其原理是超声波传感器发射一定频率的超声波，借助空气媒质传播，到达测量目标或障碍物后反射回来，经反射后由超声波接收器接收脉冲，其所经历的时间即往返时间，往返时间与超声波传播的路程的远近有关。测试传输时间可以得出距离例如：

假定s为被测物体到测距仪之间的距离，测得的时间为t／s，超声波传播速度为v／m·s－1表示，则有关系式(1)

s=vt／2 (1)

在精度要求较高的情况下，需要考虑温度对超声波传播速度的影响，按式(2)对超声波传播速度加以修正，以减小误差。

v=331．4+0．607T (2)

式中，T为实际温度单位为℃，v为超声波在介质中的传播速度单位为m／s。

超声波测距传感器 工作原理

超声波测距传感器 工作原理

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。而超声波测距传感器，采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术，检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度，小盲区超声波传感器，具有测量准确，无接触，防水，防腐蚀， 低成本等优点。超声波测距传感器常用的方式是1个放射头对应1个接收头，也是多个发射头对应1个接收头基于超声波测距的简单、易于操作和无损伤等特点所以要测得超声波往返的时间,即可求得距离。这就是超声波测距传感器的工作原理。

对于超声波测距工釆网小编向大家推荐一款韩国Hagisonic 超声波测距传感器模块 - HG-C40U。

超声波测距传感器模块

超声波测距传感器模块拥有两种可选传输模式，分别是自由运行模式：有电源时，传感器自身发送触发和突发信号(用于基本应用)；外部触发模式：外部系统(控制器或处理器电路)控制触发信号用于高级应用，这两种模式适用于各种用途，此外该传感器还涉及两种输入电源一种是低压(5V)适用于处理器电路另一种是高压(12V)适用于控制器可测量到障碍物的距离为3.5m (at 5V)、5m (at 12V)，并用UART通讯发送数据，分辨率在5mm以内。另一方面在各种场合用户可根据自身环境选择不同的设置模式比如自由运行/ UART触发/外部触发设置等，同时也可根据测UART通讯波特率设定决定是否设置使用环形缓冲区，输出信号具有高性能ASIC芯片，保证稳定传输、灵敏接收等特点，因此传感器到PC的通讯使用‘接口板’(RS232,功率调节器)数据显示使用PC上的监控程序(可用超级终端)可以将实际接收的超声波实时放大用UART(ASCII, mm)输出距离数在根据实时将探测信号转为TTL电平矩形信号(方波)

相关问答

如果是指在空气中测量距离的话。超声波测距:目前在工业上实际应用的,最大是196米。超声波测距缺点:发射角度较大,高频超声波近距离的也有7-8°。低...

[最佳回答]我是做超声波风速风向仪的,我们的超声波是用它的往返时间来计算距离的.由于行业不同,不好判断.但是我想应该是后者原理.我是做超声波风速风向仪的...

超声波测距仪和激光测距仪区别如下:超声波测距的优点是比较耐脏污,即使传感器上有尘土,只要没有堵死就可以测量,可以在较差的环境中使用,所以倒车...

1、超声换能器,实际上就是一块压电陶瓷片;2、外壳,外壳在结构设计上有考虑超声波导向,使超声波定向发射和接收。一般做测距是用一个超声换能装置,...1、超...

超声波传感器的优点:1.不受物体颜色或透明度的影响超声波传感器将声音反射出物体,所以颜色或透明度不会影响传感器的读数。2.能在黑暗环境下使用吗与使用...

[最佳回答]电源干扰。。。

超声波发射器按一定方向发射超声波,并与发射时间同时计时。超声波在空气中传播,在途中遇到障碍物后立即返回。超声波接收器接收到反射波后立即停止计时。超声...

宝马车通常会使用雷达传感器和超声波传感器,以帮助驾驶员更好地了解车辆周围的环境,从而提高行驶安全性。这两种传感器都可以用于检测车辆周围的物体和障碍物,...

[最佳回答]1.使用超声波发射头UCM40T,发出40kHz的脉冲超声波,且持续发射200ms.接收头采用与发射头配对的UCM40R,将超声波调制脉冲变为交变电压信号,经运算放大...

手机上的光线传感器是指可以根据手机所处环境的光线来调节手机屏幕的亮度和键盘灯的装置。手机上的距离传感器一般都在手机听筒的两侧或者是在手机听筒凹槽中...