超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)（通常是電信號(hào)）的傳感器。超聲波是振動(dòng)頻率高于20kHz的機(jī)械波。在日常生產(chǎn)生活中，超聲波測(cè)距傳感器主要應(yīng)用于汽車的倒車?yán)走_(dá)、機(jī)器人自動(dòng)避障行走、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，如：液位、井深、管道長(zhǎng)度等需要自動(dòng)進(jìn)行非接觸測(cè)距的場(chǎng)合。

超聲波傳感器如何工作？

如上圖所示，傳感器發(fā)射超聲波脈沖，當(dāng)遇到被測(cè)物時(shí)該超聲波脈沖會(huì)被反射，傳感器接收到反射波通過(guò)計(jì)算該脈沖波的傳播時(shí)間可以計(jì)算出傳感器和被測(cè)物之間的距離。

為什么選擇使用超聲波傳感器？

抗環(huán)境干擾強(qiáng)：在任何照明環(huán)境中都可以使用，室內(nèi)或室外、復(fù)雜環(huán)境光等各種光線條件下都是可靠的，對(duì)光、煙、灰塵、顏色、材料等均可進(jìn)行非接觸檢測(cè)……所以某些應(yīng)用超聲波傳感器優(yōu)于紅外線傳感器，因?yàn)樗鼈儾皇軣焿m或黑色物質(zhì)的影響。

應(yīng)用廣泛：水位檢測(cè)，無(wú)人機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)避障應(yīng)用、距離檢測(cè)應(yīng)用等等均可使用超聲波傳感器。

多種用途：有/無(wú)檢測(cè)、水平檢測(cè)、位置檢測(cè)、距離檢測(cè)，等等非接觸式檢測(cè)需求大部分都可滿足。

超聲波傳感器的優(yōu)點(diǎn)：

1.不受對(duì)象顏色或透明度的影響

超聲波傳感器將聲音反射出物體，因此顏色或透明度不會(huì)影響傳感器的讀數(shù)。

2.可在黑暗環(huán)境中使用

與使用光或照相機(jī)的接近傳感器不同，黑暗環(huán)境不會(huì)影響超聲傳感器的檢測(cè)能力。

3.不受灰塵，污垢或高濕環(huán)境的高度影響

盡管很多傳感器在這些環(huán)境下工作良好，但仍有部分傳感器會(huì)產(chǎn)生不正確的讀數(shù)，尤其是在極端條件下，其中會(huì)積聚大量的灰塵或水。

4.某些應(yīng)用精度更高

在測(cè)量厚度和到平行表面的距離時(shí)，超聲波傳感器具有更高的精度。

5.具有穿透性
高靈敏度和穿透力使超聲波傳感器更容易于檢測(cè)外部，更可以檢測(cè)深層物體。

超聲波傳感器的工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)分析

超聲波傳感器和反射型光電傳感器的區(qū)別

不過(guò)，超聲波傳感器也有它的一些缺點(diǎn)，比如：

1.無(wú)法在真空中工作

由于超聲波傳感器使用聲音進(jìn)行操作，因此在真空中它們完全無(wú)法工作，因?yàn)闆](méi)有空氣可以傳播聲音。

2.不適用于水下

3.感測(cè)精度受軟質(zhì)材料影響

覆蓋在非常柔軟的織物中的物體會(huì)吸收更多的聲波，從而使傳感器很難看到目標(biāo)。

4.溫度變化5-10度或以上會(huì)影響感應(yīng)精度

不過(guò)，現(xiàn)在很多廠家產(chǎn)品提供溫度補(bǔ)償，這些傳感器可在啟動(dòng)時(shí)，或在每個(gè)量程讀數(shù)前，根據(jù)溫度，電壓等的任何變化進(jìn)行校準(zhǔn)。

5.細(xì)小的被測(cè)物難以反射聲波

物體可能太小，而無(wú)法將足夠多的聲波反射回要檢測(cè)的傳感器。

6.某些特定形狀難以捕捉反射波

某些物體的形狀或位置使聲波從物體上反彈，但偏離了超聲波傳感器。

上述這些環(huán)境和應(yīng)用場(chǎng)景，是在選擇超聲波傳感器時(shí)，一定要多加注意的。最后，總的來(lái)說(shuō)，距離測(cè)量、密閉容器內(nèi)液位檢測(cè)、障礙物檢測(cè)、透明物體檢測(cè)、汽車防撞系統(tǒng)、醫(yī)療影像技術(shù)等等領(lǐng)域，都是超聲波傳感器大施拳腳的場(chǎng)景。