超声波也是一种声波其声速V与温度有关。在使用时如果传播介质温度变化不大,则可近似认为超声波速度在传播的过程中是基本不变的如果对测距精度要求很高,则应通过温度补偿的方法对测量结果加以数值校正V = 331.4 + 0.607T ,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
实际测量时由于传感器和被测物体的角度不同被测物体表面也可能是不是平整的,产生几种特殊情况会导致测量结果错误,如下图可以通過旋转探头角度多次测量来解决。
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。当加到它兩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
(2)工作温度。由于压电材料的居里点一般比较高特别时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。医疗用的超声探头的温度比较高需要单独嘚制冷设备。
(3)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。
超声波测距模块: 市场上有很多做好的测量模块价格性能不一。
HC-SR04超声波测距模块可提供2cm-400cm的非接触式距离感测功能 测距精度可达高到3mm;模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。基本工作原理:
(1)采用IO口TRIG触发测距给至少10us的高电平信号;
(2)模块自动发送8个40khz的方波,自动检测是否有信号返回;
(3)有信号返回通过IOロECHO输出一个高电平,高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间