超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波，具有頻率高、波長短、繞射現象小、方向性好、能夠定向傳播等特點。超聲波傳感器是利用超聲波的特性研製而成的傳感器，對液體、固體的穿透本領很大，在不透明的固體中尤其適用，可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著的反射，碰到活動物體能產生多普勒效應，因此超聲波傳感器廣泛應用在工業、國防、生物醫學等多個領域。
超聲波傳感器的工作原理
聲音是由物體振動產生的。人們能聽到的聲音頻率在20Hz～20kHz範圍內，超過20kHz為超聲波，低於20Hz稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十千赫茲至幾十兆赫茲。超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪，有橫向振盪(橫波)及縱向振盪(縱波)兩種形式，在工業應用中主要採用縱向振盪。
超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，傳播中也有折射和反射現象，並在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播的超聲波，一般頻率較低，為幾十千赫茲;在固體液體中傳播的超聲波，頻率可以用得較高。超聲波在空氣中衰減較快，而在液體及固體中衰減小、傳播較遠。利用超聲波的上述特性，可以做成各種超聲傳感器，超聲波傳感器的工作原理如圖3.5所示。
圖3.5 超聲波傳感器的工作原理
超聲波傳感器由發送傳感器、接收傳感器、控制部分和電源部分組成。發送傳感器由發送器及換能器組成，其中換能器的作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超聲波能量向空中輻射;接收傳感器由換能器與放大電路組成，其中換能器接收超聲波的機械振動，並將其變換成電能量。控制部分主要對發送器發出的脈衝頻率、佔空比、稀疏調製、計數及探測距離等進行控制。
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