超聲波距離傳感器技術(shù)原理

　　超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，因此每個探頭的性能是不同的，我們使用前必須預(yù)先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標(biāo)包括：

　?。?）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當(dāng)加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量大，靈敏度也高。

　?。?）工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別時診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不產(chǎn)生失效。超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設(shè)備。

　　（3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。

我們都知道超聲波傳感器分為發(fā)射、接收、收發(fā)一體3種，但發(fā)射和接收的原理分別是怎樣的呢？當(dāng)從超聲波發(fā)射傳感器輸入頻率為40KHz的脈沖電信號時，壓電晶體會因變形而產(chǎn)生振動，振動頻率在20KHz以上，由此形成了超聲波。那么該超聲波經(jīng)錐形共振盤共振放大后定向發(fā)射出去；接收傳感器接收到發(fā)射的超聲波信號后，促使壓電晶片變形而產(chǎn)生電信號，通過放大器放大電信號。自動駕駛刺激車身感知類傳感器(MEMS壓力、陀螺儀、加速度計等)和環(huán)境感知類傳感器(攝像頭、毫米波雷達、激光雷達等)的需求。

發(fā)射頭是利用壓電效應(yīng)來實現(xiàn)產(chǎn)生超聲波的，就是在發(fā)射頭不斷給出一定頻率的如40KHz的電壓信號，就可以產(chǎn)生超聲波。可以考慮利用單片機來實現(xiàn)，當(dāng)然功率不大的可以用單片機來實現(xiàn)。

超聲波傳感器的頻率主要有2種，分別是25KHz和40KHz；超聲波是一種頻率大于20KHz的音波。發(fā)射式的傳感器本身發(fā)射超聲波，再接受反饋的超聲波；接收式的傳感器本身不發(fā)射超聲波，是通過傳感器接收超聲波，將其轉(zhuǎn)換成電信號，進行測量。

智能家庭安防系統(tǒng)由三部分組成，其中，家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控終端依次對應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層。家庭無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由設(shè)置于家庭內(nèi)部的各種安防傳感器、家庭智能網(wǎng)關(guān)組成。

安防傳感器一般包括監(jiān)控攝像機、燃氣傳感器、人體感應(yīng)器、振動傳感器、以及報警按鈕等，它們均作為無線傳感網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點，利用藍牙、wifi、zigbee等無線通訊技術(shù)接入。大量的傳感器構(gòu)建成的這個密布且無形的網(wǎng)絡(luò)，保障了家庭的安全。