超声波人体检测传感器工作原理及应用
医疗影像传感器原理及应用
医疗影像传感器原理及应用医疗影像传感器是医疗领域中的一种重要设备，它通过感受到的光信号将人体内部的结构图像化，为医生提供参考依据。
医疗影像传感器原理和应用非常广泛，本文将从原理、分类、应用等方面进行详细介绍。
一、医疗影像传感器原理医疗影像传感器的原理主要是依靠物理实验的结果，通过对X射线、CT扫描、MRI、超声波等辐射或波动的感受进行转换和处理，得出人体内部的影像。
1. X射线原理X射线是一种高能量的电磁辐射，它可以穿透物体，通过不同组织的吸收程度来形成X射线影像。
医疗影像传感器能够将X射线转换为电子信号，并通过电子信号来显示人体结构、器官或异常部位。
2. CT扫描原理CT扫描采用多层次射线源和传感器，通过对人体的横截面进行逐层扫描，得到一系列断层图像，再通过计算机进行重建和图像处理，得出人体的三维结构。
3. MRI原理MRI利用人体内部的原子核在磁场中的共振现象，通过改变磁场的强度和方向来感受信号，再通过计算机进行多次处理和分析，得出高清晰度的影像。
4. 超声波原理超声波是一种高频声波，通过超声波的产生和接收，利用声波在物体中的传播速度和回波信号的时间差来形成影像，可以显示出人体内部的结构和异常。
二、医疗影像传感器分类医疗影像传感器根据工作原理和应用场景的不同，可以分为以下几类：1. X射线传感器X射线传感器是最常见的医疗影像传感器，可分为直接成像和间接成像两种。
直接成像传感器是将X射线直接转换为电子信号，例如直接采用硅芯片，其中的光敏器件将X射线光子转换为电荷。
而间接成像传感器则是使用荧光材料将X射线转换为可见光，再通过光敏器件转换为电信号，例如采用闪烁体转换的间接成像传感器。
2. CT扫描传感器CT扫描传感器分为线传感器和面传感器两种。
线传感器是利用多排探测器形成的线状传感器，通过探测器的不同组合和位置来获取横截面影像。
面传感器则是利用多个探测器排列成二维矩阵进行扫描，可以获得更高精度和更快速度的影像。
超声波传感器工作原理及在测量中的应用
超声波传感器工作原理及在测量中的应用[摘要]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。
[关键字]：结构、工作原理超声波流量测量超声波探伤总结[正文]：1.超声波传感器结构、工作原理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。
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，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：（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。
超声波传感器ppt课件
第10章 波与射线传感器
10.1 超声波传感器 10.1.2 超声波传感器
传感器原理及应用
超声波探头结构 动画演示
第10章 波与射线传感器 10.1 超声波传感器
传感器原理及应用
其它应用
当超声发射器与接收器分别置于被测物两侧时，这 种类型称为透射型； 透射型可用于遥控器、防盗报警器、接近开关等。 超声发射器与接收器置于同侧的属于反射型； 反射型可用于接近开关、测距、测液位或物位、金 属探伤以及测厚等。
超声波传感器应用举例
超声波传感器应用举例（续）
超声波传感器应用举例（续）
象，类似于光波。
便携式超声波 探鱼器
超声波在医学检查中的应用
胎儿的 B超影像
超声波清洗器
气泡 波浪
清洗物
超声换能器
超声波物理基础
频率高于20kHz的机械振动波称为超声波。 它的指向性很好，能量集中，因此穿透本 领大，能穿透几米厚的钢板，而能量损失 不大。在遇到两种介质的分界面（例如钢 板与空气的交界面）时，能产生明显的反 射和折射现象，超声波的频率越高，其声 场指向性就愈好。
第10章 超声波传感器 传感器原理及应用
第10章 超声波传感器 传感器原理及应用
在流体中设置两个超声波传感器, 它们可以发 射超声波又可以接收超声波, 一个装在上游, 一 个装在下游, 其距离为L。 如设顺流方向的传输时间为t1, 逆流方向的传输 时间为t2, 流体静止时的超声波传输速度为c, 流体流动速度为v,
2.可闻声波 美妙的音乐可使人陶醉。
超声波检测原理及应用
超声波检测原理及应用超声波检测是利用声波在物质中传播的特性对物质进行无损检测和测量的一种方法。
其原理是利用超声波在材料中的传播速度和反射衰减规律，通过测量声波在材料中的传播时间以及反射强度来获取材料的内部结构、缺陷等信息。
超声波检测是一种非破坏性检测方法，其应用广泛，包括工业、医学、环境科学等领域。
下面将详细介绍超声波检测的原理及应用。
一、超声波检测原理超声波是一种频率超过人类听力范围的声波，一般指频率大于20kHz的声波。
超声波在固体、液体和气体等介质中传播时会发生反射、折射和散射等现象，这些现象与材料的密度、弹性、缺陷等属性有关。
超声波在材料中传播的速度与材料的密度和弹性有关，通常情况下，密度越大、弹性越高的材料，其超声波传播速度越快。
超声波在材料中传播时，可以被材料内部的缺陷、表面的不均匀性和界面反射等反射回来。
利用超声波检测材料时，可以通过测量超声波传播的时间和幅度来获取材料的内部结构、缺陷等信息。
测量的方法主要有脉冲回波法、干涉法、散射法等。
脉冲回波法是最常用的超声波检测方法，它利用超声波在材料中传播的速度和反射衰减规律，通过发送一个短脉冲的超声波信号，等待其被材料中的缺陷反射回来，然后测量超声波传播时间，从而计算出缺陷的位置和尺寸。
干涉法是利用超声波在材料中传播时发生的相位差引起的干涉现象，通过测量干涉信号的变化来获取材料的内部结构信息。
散射法是利用超声波在材料中传播时发生的散射现象，通过测量散射信号的特征来获取材料的微观信息。
二、超声波检测应用1. 工业领域：超声波检测在工业领域中有广泛的应用，可以用于材料的缺陷检测、质量评估和结构监测等。
例如，可以利用超声波检测金属焊接缺陷、混凝土中的裂缝、铸件中的气孔等。
2. 医学领域：超声波检测在医学领域中应用广泛，常用于诊断、治疗和监测等。
例如，超声波可以用于检测人体内部的器官、血管等组织的结构和功能，可用于诊断肿瘤、心血管疾病等疾病。
3. 材料科学：超声波检测在材料科学中有重要的应用，可以用于材料的结构、性能和缺陷等的研究。
超声波传感器名词解释
超声波传感器名词解释
超声波传感器是一种利用超声波技术来探测距离和物体位置的
电子设备。
超声波传感器通过发射超声波，并根据接收到的反射信号来确定物体的位置和距离。
它们通常由一个发射器和一个接收器组成，并使用一组微控制器来处理和分析信号。
超声波传感器被广泛应用于许多不同的领域，包括汽车制造、机器人技术、医疗设备和安防系统等。
例如，在汽车制造中，超声波传感器可以用来检测车辆周围的障碍物，从而帮助司机避免碰撞。
在机器人技术中，超声波传感器可用于测量机器人周围的物体距离和位置，以便机器人能够避开障碍物。
在医疗设备中，超声波传感器可用于测量人体内部器官的位置和大小，以帮助医生进行诊断和治疗。
在安防系统中，超声波传感器可用于检测入侵者的位置和活动，并触发安全警报。
总之，超声波传感器是一种非常有用的技术，可以在许多不同的应用中发挥作用，为我们的日常生活带来更多的便利和安全。
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b超的工作原理及应用有哪些
B超的工作原理及应用有哪些工作原理B超（又称超声波诊断仪）是一种使用声波进行成像的医疗设备，它通过向人体发送高频声波，并根据其在不同组织中的传播速度和反射程度来生成图像。
B超的工作原理主要包括以下几个步骤：1.发送声波：B超设备通过传感器产生高频声波，这些声波通常具有数百万赫兹的频率。
这些声波可以通过液体或固体传导，并且可以穿透人体组织。
2.声波传播：声波从传感器发射出来后，在人体内部传播。
声波会在不同组织之间传导，并在遇到边界或接触到组织中的脂肪、骨骼等物质时发生反射。
3.接收反射波：B超设备上的传感器会接收到反射回来的声波，并将其转换成电信号。
4.信号处理：接收到的电信号会经过信号处理，包括放大、滤波和数字化等步骤。
5.图像生成：最后，经过信号处理后的图像会在B超设备的屏幕上显示出来，医生可以通过这些图像来进行诊断与分析。
应用领域B超作为一种无创的成像技术，在医学领域有广泛的应用。
以下是B超在医学领域的一些主要应用：1. 妇科检查B超在妇科检查中是非常常见而重要的一种应用。
它可以用于检查子宫、卵巢、输卵管等妇科器官的结构和病变情况。
例如，B超可以帮助医生检测宫内肌瘤、卵巢囊肿等病变。
2. 产前检查在孕妇产前检查中，B超被广泛用于评估胎儿的发育情况。
通过B超检查，医生可以检测胎儿的体重、位置、器官结构等情况，并且可以及早发现胎儿可能存在的异常情况，如胎儿畸形等。
3. 肝脏检查B超可以用于检查肝脏的结构、大小、形状和血流情况。
医生可以通过B超来判断肝脏是否健康，如是否存在脂肪肝、肿瘤等病变。
4. 心脏检查B超在心脏检查中可以用于评估心脏的大小、壁厚度、心腔内容物等。
通过B 超检查，医生可以评估心脏的功能情况，并检测心脏瓣膜病变等心脏疾病。
5. 乳腺检查B超可以帮助医生检测乳腺的结构和病变情况。
它可以用于乳腺肿块的检查，早期发现乳腺癌等疾病。
6. 普通腹部检查B超还可用于检查腹部器官的结构和病变，如胰腺、肾脏、膀胱等器官。
超声波传感器及其应用
超声波传感器及其应用超声波传感器，也叫超声传感器，是一种通过发射和接收超声波来检测目标物体位置、距离、反射率等物理量的电子器件。
它适用于各种环境，特别是在无法看到物体的情况下使用，如在黑暗中或在泥浆、水等浑浊液体中。
它们在自动化控制、汽车、机器人、医疗、测距等各个领域都有广泛的应用。
超声波传感器的原理是利用超声波在空气中的传递特性。
当电流通过传感器的超声波发生器时，它会生成一系列超声波。
这些超声波会在空气中扩散，直到遇到一个物体。
当超声波碰撞到物体时，部分能量会被反射回来，经过传感器的接收器，并转化为电信号。
根据反射回来的时间和传播速度，传感器可以计算出物体与传感器之间的距离。
超声波传感器的应用非常广泛。
以下是一些超声波传感器应用的例子：1. 汽车倒车雷达：超声波传感器在汽车倒车雷达中发挥着关键作用。
汽车后部的传感器将超声波发射到后方，并接收从目标物体反射回来的波。
系统可以根据这些反射波计算出目标物体与汽车的距离和方向，并发出声音或信号提示驾驶员。
2. 环境控制：超声波传感器用于实现自动化环境控制系统中的智能决策。
传感器可以检测房间的温度、湿度和空气质量等参数，并根据这些参数调整系统中的各种设备，如加热器、空调和换气扇等，以保持房间舒适和健康。
3. 医疗设备：超声波传感器是唯一用于产前检查、疾病检测和治疗的医疗工具之一。
传感器可以发送高频超声波来扫描人体内部，然后将反射回来的信号转换为显像图像。
这些图像可以用于检测器官、组织和器官系统的疾病和异常，并用于治疗疾病，如肿瘤和结石等。
4. 测距和测量：超声波传感器可以用于测量物体的距离、速度和方向。
例如，超声波传感器可以在仓库中检测货架上的物品数量。
当仓库管理员推车经过货架时，传感器可以计算每个架子上物品的数量，并将信息发送到中央数据库。
总之，超声波传感器在许多领域都有广泛的应用。
它们的高精度、可靠性和实用性使它们在控制、感应和监测应用中成为不可替代的工具。
超声波传感器的工作原理
超声波传感器的工作原理1、超声波传感器概述超声波传感器主要材料有压电晶体（电致伸缩）及镍铁铝合金（磁致伸缩）两类。
电致伸缩的材料有锆钛酸铅（PZT）等。
压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。
有的超声波传感器既作发送，也作接收。
小型超声波传感器，发送与接收略有差别，它适用于在空气中传播，工作频率一般为23～25kHz及40～45kHz。
这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。
另有一种密封式超声波传感器，它的特点是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近开关用，它的性能较好，如下图所示。
▲超声波探头2、超声波传感器的类型与组成超声波应用有三种基本类型，透射型用于遥控器、防盗报警器、自动门、接近开关等；分离式反射型用于测距、液位或料位；反射型用于材料探伤、测厚等。
超声波传感器由发送传感器（或称波发送器）、接收传感器（或称波接收器）、控制部分与电源部分组成。
发送传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器的作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波进行检测，如下图所示。
▲超声波发射接收器a）超声波发送器b）超声波接收器而实际使用中，用作发送传感器的陶瓷振子也可以用作接收传感器的陶瓷振子。
控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。
若对发送传感器内谐振频率为40kHz的压电陶瓷片（双晶振子）施加40kHz高频电压，则压电陶瓷片就根据所加高频电压极性伸长与缩短，于是发送40kHz频率的超声波，其超声波以疏密形式传播（疏密程度可由控制电路调制），并传给波接收器。
接收器是利用压力传感器所采用的压电效应的原理，即在压电元件上施加压力，使压电元件发生应变，则产生一面为“+”极，另一面为“-”极的40kHz正弦电压。
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设定距离
~7 英尺(RO83的值，否则更低会触发目标检测 ~5英尺(RO59的值，否则更低会触发目标检测 ~3英尺(RO35的值，否则更低会触发目标检测 ~2英尺(RO23的值，否则更低会触发目标检测 ~1英尺(RO11的值，否则更低会触发目标检测
LV-ProxSonar®-EZ™的传感器触发距离
每只LV-ProxSonar-EZ传感器都有设定的触发距离。近于此触发距离且在传感器检测区域内的物体，传感器可以 检测到，并将数据报告给用户。LV-ProxSonar-EZ能够和不同数量的传感器同时工作，方便对比，以下给出了各 型号的相关数据。
料号 #
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选择LV-ProxSonar®-EZ™ 的检测区域
LV-ProxSonar®-EZ™ 管脚输出
Pin 1-BW- 未使用，保持断开状态或者或连接至传感器公共接地端。 Pin 2-PW- 数字接近逻辑，高低逻辑电压电平输出取决于接近检测。高电平表示检测区域有检测到目标对象， 低电平表示检测区域无目标对象。若检测到对象物体，采集数据会有约2.5s的时间延时，释放目标时会有约1.5s 的延时。该迟滞可以提高传感器可靠性。
每次LV-ProxSonar-EZ上电之后，都会在第一个读数周期中进行标定。传感器用此存储信息去检测附近对象。 有一点很重要，即在传感器标定周期中被测对象不要靠传感器太近。传感器周围14英寸范围内无任何干扰物 体时其灵敏度最佳，但一般情况下，至少七英寸范围内无干扰对象即可获得较好的测量结果。若标定过程中 对象物体靠传感器太近，传感器可能会忽略此距离上的物体。
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LV-ProxSonar®-EZ™ 时序描述
LV-ProxSonar®- EZ™ Series
上电后250mS，LV-ProxSonar-EZ准备就绪开始接收RX指令。若RX Pin-保持开着或较高状态，传感器会首先执 行一个标定循环（49ms），然后会采集一个测距读数（49ms）。上电延时后，第一个读数的采集时间会额外 增加约100ms。随后读数会每50ms至300ms进行一次。
应用不同，使用的传感器也不一样。LV-ProxSonar-EZ产品线提供多种检测区域（检测距 行人感测:
LV-ProxSonar-EZ 允许用户将多个传感器集成到单个系统中，并且很少或几乎不会受到其他超声波传感器经 常发生的相互干扰影响。LV-ProxSonar-EZ的主要特性是具备易于使用的逻辑（高/低）输出、RS232格式串 行输出。*工厂标定和测试为传感器基本标准。
特点
优点
近端探测
可与其他附近传感器同时工作 2
MaxBotix Inc., products are engineered and assembled in the USA.
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LV-ProxSonar®- EZ™ Series LV-ProxSonar®-EZ™ 传感器最短检测距离
LV-ProxSonar®-EZ™ 系列
LV-ProxSonar®- EZ™ Series
高性能接近传感器
MB1004, MB1014, MB1024, MB1034, MB1044
LV-ProxSonar-EZ高性能接近传感器专为行人和对象检测而设计，且在同一环境 中允许多个传感器同时运行。供电2.5V~5.5V，LV-ProxSonar-EZ以其极小的 外形条件提供特定距离对象的接近检测。
Pin 3-AN-未使用，保持断开状态或者或连接至传感器公共接地端。. Pin 4-RX-该管脚在内部被拉高。LV-ProxSonar-EZ将持续测量接近信息并输出数据。保持该管脚断开或保持其 处于较高状态获取接近信息。保持较低状态停止所有传感器动作并重置定时器。一旦返回到较高状态，传感器 会启动标定序列（与传感器上电时启动的标定序列相似）。 Pin 5-TX-TX输出发送RS232格式的异步串行信号，例外的电压为0-Vcc。若在8英寸的距离上检测到目标对 象，将输出如下信息：“R008 P1<回车>”。该输出为ASCII码，以大写字母“R”开头，后跟3个ASCII字符，表示 以英寸为单位的距离信息，最大为255，再之后为ASCII空格和ASCII字符“P”，最后为1个ASCII与接近信息对 应的数位“1 或0”和回车键。若相同的环境下运行的传感器不止一只，提供的距离信息仅供参考，不能被认为是 准确信息。尽管电压0-Vcc在RS232标准之外，多数RS232设备有足够的空间读取0-Vcc串行数据。若需要标准 电压电平RS232，反向和连接RS232转换器如MAX232。
Pin 6-+5V- Vcc – 工作电压区间2.5V - 5.5V。5V时推荐电流控制能力为3mA，3V时推荐电流控制能力为2mA。 Pin 7-GND-返回 DC供电。 为达到最佳操作效果，GND (& V+) 应该无任何纹波或噪声。
MaxBotix® Inc.
Copyright 2005 - 2012 MaxBotix Incorporated Patent 7,679,996
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LV-ProxSonar®-EZ™ 一般上电指导
_警___告___：___人____身___安___全___应____用_____
我们不推荐或支持将本产品用作任何人身安全应用的组件。本产品的设计初衷、使用意图及授权使用亦不会涉及 上述应用，因为这些传感器和控制部件不包含上述应用所需的自检备用电路。非授权使用会引起MaxBotix公司产 品故障，造成人身伤害甚至死亡。对于授权之外的传感器使用，MaxBotix公司不承担任何责任。
MaxBotix® Inc.
Copyright 2005 - 2012 MaxBotix Incorporated Patent 7,679,996
MaxBotix Inc., products are engineered and assembled in the USA.
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2.5V~5.5V供电，2mA典型电流消耗 所有接口可同时激活
功耗极低，非常适合多传感器操作 或电池供电系统。
串行数据 ，0 ~Vcc，波特率9600 数字逻辑高/低 (真/假)输出
81N时输候出获允取许可用靠户的在接任近何信释息放处理器的
持续可变增益用于控制和旁瓣抑制 用户可选择任意一种输出
专为受保护的室内环境设计
用标称NRE charge可读取对象采集 和恢复时间
高质量的波束特性 功耗最低的接近传感器
近距离检测
对于要求读数到读数100%可靠性的应用，在被测距离低于6英寸的情况下不建议使用MaxSonar传感器。尽管大 多数客户发现多数应用中MaxSonar传感器能在0~6英寸的环境下可靠地检测对象，MaxBotix公司无法保证被测 距离低于规格参数规定的最小距离的测量可靠性。由于超声的物理特性，近距离情况下这些传感器无法达到 100%的可靠性。
# 相同空间内能够同时运行的传感器数量)Βιβλιοθήκη 同时6 + 只传感器
)
同时8+ 只传感器
)
同时10+只传感器
)
同时13+只传感器
)
同时15+只传感器
MaxBotix® Inc.
Copyright 2005 - 2012 MaxBotix Incorporated Patent 7,679,996
MaxBotix Inc., products are engineered and assembled in the USA.
当将一个物体置于传感器的检测区域时，传感器会在约2.5s内开始“采集”数据，并开始发送合适的串行数据 和将PW设置到较高的状态。
对目标对象离开传感器检测区域，传感器会在约1.5s之后“释放”目标。此时，PW会被设置较低。释放时间可 能会受其他附近传感器的影响，若附近传感器较多，释放的时间可能需要更长。
自由模式运行，持续测量和输出接
近信息
应用和使用
接近区域探测
行人检测 展台/信息亭
机器人自动导航
自主导航 多传感器阵列
1取决于传感器类型和安装
2多传感器同时运行时测距信息不可靠。 更多信息请参照本参数信息第4页。
可从内部或外部触发
42KHz的传感器工作频率 一旦收到命令开始测距，即获悉周 围环境
距离零位
距离测试始于传感器正面
对象正面
目标检测以传感器波束图为特征。
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成本低
同一的环境中可同时使用 20 只 传感器
约2.5秒的对象距离采集时间， 约1.5秒的对象距离恢复时间 对象检测包括零距离对象
可靠的接近距离信息 同时兼做测距仪 (仍在串口报告测
距信息)
Pin5上获得的测距最高达254英寸2
电路板上配有装配孔 测量周期快
LV-ProxSonar-EZ不会用标定数据给量程做温度补偿，但会给传感器的振铃模式做补偿。假设在其检测区域内 未检测到对象目标，传感器会每三十分钟至少标定一次使自身适应所处环境。若温度、湿度或供电电压在传 感器工作时迅速发生变化，传感器可能会要求用户对其进行标定。若出现此种情况，传感器很可能会获取不 准确的接近读数。要重新标定LV-ProxSonar-EZ传感器，需关闭电源，然后再打开，再执行一次读数周期。