超声波计数传感器
超声波传感器使用说明
超声波传感器使用说明1.电源接入：将超声波传感器的电源线与电源连接，确保电压稳定。
2.连接触发引脚和接收引脚：超声波传感器有一个触发引脚和一个接收引脚，触发引脚用于发送超声波脉冲，接收引脚用于接收反射波。
将传感器的触发引脚与控制器的IO口相连，接收引脚与控制器的IO口相连。
3.发射超声波脉冲：在控制器上设置触发引脚为高电平，保持一段时间后再下降到低电平。
高电平触发传感器发射超声波脉冲，可以通过设置触发时间来控制脉冲的持续时间，一般来说，脉冲持续时间越长，测量距离的精度越高。
4.接收反射波信号：超声波传感器发射的脉冲波会在物体上反射并返回，传感器接收到这个反射波信号后，触发引脚会发出一个低电平信号。
通过测量这个低电平信号的持续时间，可以计算出目标物体与传感器之间的距离。
一般可以通过控制器的计时器功能来测量这个时间。
5.计算距离：利用传感器发送和接收的时间差，结合超声波在空气中的传播速度，可以精确计算出目标物体与传感器之间的距离。
一般计算公式为：距离=时间差×速度，其中速度一般取340m/s。
6.转换为实际距离：有些超声波传感器会输出一个毫秒级的时间差值，需要根据传感器的数据手册来进行换算，将时间差转换为实际距离。
需要注意的是，超声波传感器对目标物体的性质有一定要求，例如传感器对于反射率较低的物体，如软质材料、液体、吸声材料等，测量距离的精度可能会降低。
此外，超声波传感器也有一定的应用注意事项，比如需要避免在多传感器密集布置的环境下使用，避免互相的干扰；要避免在含有较多尘埃、雾霾等粒子的环境中使用，以免影响测量结果；还要避免在强电磁辐射的环境下使用，以防止电磁辐射对传感器的工作性能产生干扰。
总结起来，超声波传感器的使用非常简单，只需连接电源、触发引脚和接收引脚、发送超声波脉冲，然后通过计算时间差来获取目标物体与传感器之间的距离。
在应用中，还要注意目标物体的特性和环境的影响，以获取准确的测量结果。
超声波传感器
天津电子信息职业技术学院实训报告课题名称超声波传感器的应用组号姓名学号班级专业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。
超声波传感器利用超声波在超声场中的物理特性和各种效应而研制的装置可称为超声波换能器、探测器或传感器。
超声波探头按其工作原理可分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等, 而以压电式最为常用。
压电式超声波探头常用的材料是压电晶体和压电陶瓷, 这种传感器统称为压电式超声波探头。
它是利用压电材料的压电效应来工作的: 逆压电效应将高频电振动转换成高频机械振动, 从而产生超声波, 可作为发射探头; 而利用正压电效应, 将超声振动波转换成电信号, 可用为接收探头。
超声波探头结构：主要由压电晶片、吸收块（阻尼块）、保护膜组成。
压电晶片多为圆板形, 厚度为δ。
超声波频率f与其厚度δ成反比。
压电晶片的两面镀有银层, 作导电的极板。
阻尼块的作用是降低晶片的机械品质, 吸收声能量。
如果没有阻尼块, 当激励的电脉冲信号停止时, 晶片将会继续振荡, 加长超声波的脉冲宽度, 使分辨率变差。
工作原理：人们能听到声音是由于物体振动产生的，它的频率在20HZ-20KHZ范围内，超过20KHZ称为超声波，低于20HZ的称为次声波。
超声波传感器等效电路
超声波传感器等效电路
超声波传感器的等效电路可以分为两个部分：发射器和接收器。
发射器的等效电路包括一个振荡器和一个驱动器。
振荡器产生一
个高频信号，该信号经过驱动器放大后，被送到超声波发射器中，产
生超声波。
接收器的等效电路包括一个接收器和一个放大器。
超声波发射器
发出的超声波遇到目标后反射回来，被接收器接收，并转换为电信号。
该电信号经过放大器放大后，被送到信号处理电路中进行处理。
在等效电路中，振荡器和接收器通常被表示为一个 LC 振荡器，其中L 表示电感，C 表示电容。
驱动器和放大器则被表示为一个放大器，其增益可以根据需要进行调整。
需要注意的是，超声波传感器的等效电路只是一个简化的模型，实际的传感器可能会包含更多的电路元件，以实现更好的性能和功能。
超声波传感器接线方法【大全】
大家知道超声波传感器如何接线吗？下面小编为大家介绍一下。
Waytop超声波传感器的接线方式跟输出有关，超声波传感器的输出方式有4-20Ma/0-10V 模拟量输出，NPN/PNP开关量输出。
超声波传感器的线是五芯线，线的颜色分别为棕色（brown），蓝色（blue），黑色（black），白色（white），灰色（gray）。
棕色线一般接DC24V，蓝色线一般接0V，黑色线一般接对应的输出方式，白色一般接设定输入，棕色一般接同步。
4-20Ma模拟量输出的接线方式：棕色线接24V电压，蓝色线接0V，黑色线接电流，白色线接设定输入线，灰色线不用接。
0-10V模拟量输出的接线方式：棕色线接24V电压，蓝色线接0V，黑色线接电压，白色线接设定输入线，灰色线不用接。
NPN开关量输出的接线方式：棕色线接24V电压，蓝色线接0V，黑色线接NPN，白色线接设定输入线，灰色线不用接。
PNP开关量输出的接线方式：棕色线接24V电压，蓝色线接0V，黑色线接PNP，白色线接设定输入线，灰色线不用接。
超声波传感器测距在日常生产生活中，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。
超声波传感器应用课件
CATALOGUE
超声波传感器在医疗领域的应用
超声波在医学影像中的应用
01
02
诊断疾病
监测胎儿发育
03 辅助手术
超声波在生物组织检测中的应用
生物组织检测
药物作用机制研究
生物组织损伤评估
超声波在药物传递和基因治疗中的应用
药物传递
基因治疗
细胞和组织修复
CATALOGUE
超声波传感器在其他领域的应用
复合材料检测
超声波传感器可以检测复合材料内部 的缺陷和损伤，如分层、脱粘等。
玻璃和陶瓷检测
超声波传感器可以检测玻璃和陶瓷等 材料的内部缺陷和损伤。
管道和容器检测
超声波传感器可以用于管道和容器等 设备的内部检测，检测其内部的腐蚀 和裂纹等。
超声波无损检测的局限性
经验要求高
对环境因素敏感
对操作者技能要求高 成本较高
磁致伸缩式超声波传感器
利用磁致伸缩材料的磁致伸缩效应产 生超声波信号。
超声波传感器的应用领域
01
工业检测
02
医学诊断
03
环境监测
04
军事应用
CATALOGUE
超声波传感器在无损检测中的应用
超声波在无损检测中的优势
无损检测
。
高精度
实时性 可靠性
超声波在无损检测中的主要应用场景
金属材料检测
超声波传感器可以检测金属材料内部 的缺陷和损伤，如焊接缝、裂纹等。
超声波在军事领域的应用
声呐系统 引信技术 声学武器
CATALOGUE
超声波传感器的未来发展
新型超声波传感器的研发
微型化超声波传感器
01
高频超声波传感器
超声波传感器Ultrasonic-sensors
manufacturer Turck
对射式超声波传感器
manufacturer Siemens
Ultrasonicsensors
声波发射角为 6°的超声波传感器
回波被检测
Ultrasonicsensors
声波发射角为 6°的超声波传感器
回波被错过
Ultrasonicsensors
检测范围可选 :
150 cm (100 Hz) 80 cm (150 Hz) 40 cm (200 Hz)
连接
导线式 2m 接插件 Ø12
Ultrasonicsensors
应用
汽车档风玻璃的检测
在锥体和玻璃间存在角度,可使用 CP40
Ultrasonicsensors
应用
钢带的检测
如果在锥体和钢材之间存在角度,可使用 CP40
Ultrasonicsensors
超声波传感器的工作范围
Sensor 开关输出: 无
Ultrasonicsensors
超声波传感器检测范围的调整 :
盲区 : 不能被改变
检测范围 : 能用RU-PDI装置编程设定
Ultrasonicsensors
开关量/模拟量 检测范围 : 可通过电位器或
RU-PDI编程设定
RU30-M18-LIX-H1141 RU100-M18-LIX-H1141
声波发射角 6°
检测范围 : 0,3 m (5…30cm) 1 m (15…100cm)
Ultrasonicsensors
输出 : 开关量 or 模拟量
M18 圆柱螺纹型
接插件
可编程 同步功能
紧凑外形 温度补偿
Ultrasonicsensors
超声波传感器剖析
超声波传感器
工作程式
❖ 若对发送传感器内谐振频率为40KHz的压电陶瓷片(双晶振子 超声 波传感器)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。因该高频电压幅值较小，故必须进行放大。
工作模式
❖ 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。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。
CDY11-JC成立于1988年,是一家集国际贸易、生产制造、系统集成、工程 咨询和维修服务的企业；在国内设有多个办事处和合资公司。 中西集团 是高科技产品系统集成商。它大量引进国外各种先进的在线、离线仪器 仪表、机械设备与材料，为各行业用户提供了大量的产品和服务，尤其 在石油、化工、环保、电子、冶金、机械、光学、通讯、科技教学、医 疗卫生等领域，与世界众多著名专业厂家有密切合作关系。
LOGO
超声波传感器
CDY11-JCS2002
姓名： 学号：
超声波传感器
简介
❖ 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。
超声波传感器的设计与开发
超声波传感器的设计与开发超声波传感器是一种最常见的无线传感器，它可以被广泛应用于不同行业和领域中，例如医疗、汽车、机器人、工业、物流等等。
在这篇文章中，我们将探索超声波传感器的设计与开发，包括其原理、优势和限制、应用案例和未来趋势。
一、超声波传感器的原理超声波传感器是一种利用声音波长决定距离进行物体测距的技术。
它通过将超声波发射至目标区域或物体，测量声波的回声时间差来计算距离。
其原理类似于蝙蝠依靠声纳感知物体。
超声波传感器的工作原理基于以下一些关键组件：1. 发射器：通过发射频率为40kHz至200kHz的超声波脉冲。
2. 接收器：接受反射回来的声波并将其转换为电信号。
3. 时间计算器：计算声波的传播时间，通常以微秒计算。
4. 控制电路：控制发射器和接收器的运行和同步。
二、超声波传感器的优势和限制与其他传感器技术相比，超声波传感器有着一些优势和限制。
优势：1. 精度高：超声波传感器的距离测量可达到0.1mm左右的高精度。
2. 非接触：可以在不接触物体的情况下测量距离和位置。
3. 适用性广：适用于测量各种形状和物质的物体。
限制：1. 受环境影响：超声波传感器在声波传播和反射方面受到环境因素的影响，如温度、湿度、气压等。
2. 通常只适用于短距离测量：通常只能在一定距离内进行测量，超过一定距离距离的信号会被削弱或丧失。
3. 反射需求：超声波传感器测量距离和位置需要物体表面有明显的反射信号。
三、超声波传感器的应用案例超声波传感器已被广泛应用于不同行业和领域中，以下是一些应用案例：1. 医疗：用于测量心脏、血管等的运动、压力和速度等。
2. 汽车：用于停车辅助和应急制动系统中。
3. 机器人：用于测量机器人周围物体的距离和位置，以防止机器人碰撞障碍物。
4. 工业：用于测量物体和槽内液体的距离和位移。
5. 物流：用于测量货物在仓库中的位置和距离。
四、超声波传感器的未来趋势超声波传感器的应用前景广阔，未来发展趋势如下：1. 精度和速度的提高：随着技术的不断发展，超声波传感器在精度和速度方面将会得到进一步提高。
超声波温度传感器原理
超声波温度传感器原理
超声波温度传感器是一种利用超声波技术来测量温度的设备。
其原理基于声速与介质温度的相关性。
当超声波通过介质传播时，
其传播速度会受到介质温度的影响。
因此，通过测量超声波在介质
中的传播速度，可以推断出介质的温度。
具体来说，超声波温度传感器通常包括发射器和接收器两部分。
发射器会发出超声波脉冲，经过介质后被接收器接收。
测量超声波
在介质中传播的时间，结合介质的密度和声速等参数，就可以计算
出介质的温度。
此外，超声波温度传感器还可以利用多径效应来提高测量精度。
多径效应是指超声波在介质中传播时，会经历多次反射和折射，从
而形成多条传播路径。
通过测量这些路径的时间差，可以更准确地
推断出介质的温度。
另外，超声波温度传感器还可以通过测量超声波在介质中的衰
减来间接推断介质的温度。
因为介质温度的变化会影响超声波的衰
减程度，通过测量衰减情况，可以得出介质的温度变化情况。
总的来说，超声波温度传感器利用超声波在介质中传播的特性，通过测量传播时间、多径效应或衰减情况等参数，来推断介质的温度。
这种传感器具有测量范围广、响应速度快、精度高等优点，在
工业自动化、医疗诊断等领域有着广泛的应用前景。
超声波传感器测距原理
超声波传感器测距原理超声波传感器是一种常见的测距设备，它利用声波的传播和反射原理来测量与目标物体的距离。
其工作原理基于声速在空气中的传播速度是已知且恒定的，并且声波在空气和其他介质之间的边界上发生反射时，反射声波的时间可以用来测量物体的距离。
超声波测距传感器包含一个发射器和一个接收器。
发射器发出一个超声波脉冲，该脉冲在空气中以声速传播，直到遇到一个物体。
如果物体是平的或较大且直接面对传感器，超声波会被完全反射，并由接收器接收。
反之，如果物体是小的或者其表面非平整，只有一部分声波被反射回来。
当接收器接收到反射的声波信号时，它会将信号转换为电信号，并计算从发射器到目标物体的往返时间。
根据声波的传播速度和往返时间，超声波传感器可以计算目标物体到传感器的距离。
具体而言，超声波传感器的测距原理如下：1.发射声波脉冲：超声波传感器发射一个短时间的声波脉冲，通常频率在20kHz到200kHz之间。
这个脉冲会沿着传感器的指定方向传播。
2.接收反射信号：当发射的超声波脉冲遇到一个物体时，它会被部分或完全反射回来。
接收器会接收到这个反射信号，并将其转换为电信号。
3.计算往返时间：通过记录发射和接收声波的时间差，可以计算出声波从发射器到物体再返回至接收器所需的时间。
4.计算距离：根据声波在空气中的传播速度和往返时间，可以利用以下公式计算出目标物体离传感器的距离：距离=速度×时间/2其中，速度为声波在空气中的传播速度，时间为声波的往返时间，除以2是因为声波的传播是双向的。
1.非接触式测距：超声波传感器可以在不接触物体的情况下进行测距，不会对目标物体造成损害。
2.高精度：由于声波的传播速度是已知且恒定的，超声波传感器有很高的精度，可以测量细小的距离变化。
3.宽范围：超声波传感器的测距范围通常在几厘米到几米之间，适用于不同尺寸的物体测距。
4.可靠性强：超声波传感器对目标物体的形状和表面特性并不敏感，能够在各种环境条件下正常工作。
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超声波计数传感器
一、产品概述
使用超声波技术的计数传感器，主要用于工业产品的计数。为了识别
是否有物体通过，每一次的采样值都与储存的参考值进行比较并相应
地被指示为无物通过或有物通过，并且可以手动校正存储值。超声波
计数传感器不受被检物体的振动、材质、颜色的限制，广泛应用于各
种需进行产品计数的行业。
超声波技术的计数传感器，特别研制的超声波换能器和独创性的电子
电路，可以广泛应用于各种需进行产品计数的行业。该超声波系统是
光电计数传感器没有办法比拟的，因为它不依赖于材料的颜色。
二、技术参数
供电电压：DC 24V±15%； 数码管显示：0~999999；
产品区域：直径范围为5mm～120mm的产品；
工作温度：仪表：-20～+60℃；探 头：-20～+80℃；
外壳材质：金属；
存温温度：40～+80℃；
传感器:金属（如果有腐蚀性，请选用防腐材料做的传感器）；
输出信号:无；
三、产品特点
1> 包含一个信号处理器和两个超声波传感器(发射器和接收器)；
2> 可靠检测各种工业产品,感应距离范围40-120mm
3> 测量材料直径范围为5mm~120mm的产品
4> 计数速度：0.01s/个~80s/个；
5> 超声波传感器外形安装尺寸：M18*1.5的螺纹；
四、产品原理
一个高频超声波发射器在空气中发射超声波束。如果没有物体通过，
该声波通过空气被超声波接收器接收，接收到的信号很强。如果有物
体通过，该声波引起物体振动，而这也就会在物体的另一面反过来产
生一个非常小的声波。这个小声波被超声波接收器接收，接收到的信
号比较弱。超声波信号处理器通过比较接收到的信号和存储值，然后
判断是否有物体通过。
五、注意事项
A.控制器外壳可靠接地！！！
B.发射器和接收器之间的距离必须至少为40mm，最大可达120mm。安
装的时候精确的轴对准(±1°) 非常重要。如果发射器和接收器的轴
没有对准，则工作性能会降低。
C.建议安装距离:80mm(±10mm)。
D.校准：
当出现产品误测，如有产品通过误测为无产品的通过的时候，则在无
产品通过时，按住L键，待数码管闪烁后，松开按键即校准完毕。
E.数值增减：
当检测到的产品个数与实际的产品个数不同时，可通过按键M键或R
键进行加减，使数码管的数值与实际的产品个数一致。
F.复位：
如果产品出现异常状态，可尝试同时按住L键和M键，待数码管闪烁
后，同时松开按键，即进行了产品复位。
G.清零：
当要重新进行计数时，可同时按住M键和R键，待数码管闪烁后，同
时松开按键，则数值清零。
H.数码管显示数据切换：
当要查看计数的轮数时，可同时按住L键和R键，待数码管闪烁后，
同时松开按键，可查看计数的轮数（此时小数点亮）。