超声波传感器与应用电路

超声波传感器与应用电路电子信息科学与技术1班121405128崔扬一、基本原理及其分类超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡(横波)及纵和振荡(纵波)。在工业中应用主要采用纵向振荡。常用频率为几十KHZ-几十MHZ。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。1、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，也能作接收。这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。该种有T/R-40-60，T/R-40-12等。2、另有一种密封式超声波传感器(MA40EI型)，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。二、主要参数�1、工作频率工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到晶片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，如图所示。2、工作温度由于压电材料的居里点一般比较高，特别是诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。�3、灵敏度灵敏度主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高，反之，灵敏度低。三、用途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。四、应用举例及注意事项压电陶瓷超声波传感器压电式超声传感器等效电路PGA204的电压放大电路传感器内部整合电路1、特点：体积小，灵敏度高、性能可靠、价格低廉，是遥控、遥测、报警等电子装置最理想的电子器件、用此传感器器构成的超声波遥控开关，可使家电产品、电子玩具加速更新换代，提高市场竞争能力。2、技术参数灵敏度：≥—70dB/V/ubar谐振频率：40KHZ±1KHZ（UCM—T40K1·发射用）38KHZ±1KHZ（UCM—R40K1·接收用）频带宽：2KHZ±0.5KHZ外形尺寸：∮16mm×22.5mm3、使用环境温度：—20℃~+60℃相对湿度：20±5℃时达98%4、使用注意事项两接线脚焊接时间不宜过长，以免器件内之焊点溶化脱焊及造成底座与接线脚之间松动。不宜与腐蚀性物质接触。五、参考文献[1]栾桂冬，张金铎，王仁乾.压电换能器和换能器阵[M].修订版.北京：北京大学出版社，2005：1-134.[2]道客巴巴传感器及其应用电路2011-09-28[3]中国分析仪器网.超声波传感器及其应用2012-07-10[4]电子发烧友.超声波传感器的应用-遥控电路图2007-11-22