超聲波距離傳感器技術原理

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，我們使用前必須預先了解它的性能。超聲波傳感器的主要性能指標包括：

（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當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。

（2）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生失效。超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷設備。

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

超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。以超聲波作為檢測手段，必須產生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發射超聲波，也可以接收超聲波。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。構成晶片的材料可以有許多種。超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆傳感器，它可以將電能轉變成機械振蕩而產生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發送器或接shou器。超聲波是指振動頻率大于20000Hz以上的聲波，其每秒的振動次數很高，超出了人耳聽覺的上限，人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。有的超聲波傳感器既作發送，也能作接收。超聲波傳感器由發送傳感器（或稱波發送器）、接收傳感器（或稱波接shou器）、控制部分與電源部分組成。發送器傳感器由發送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量并向空中輻射；而接收傳感器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量，作為傳感器接手器的輸出，從而對發送的超聲波進行檢測。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。

各種高科技產品應運而生，傳感器成為智能工業不可缺少的關鍵元器件.經過幾年的發展，我國傳感器產業格局逐步形成。加之今年“環保熱”的不斷升溫。表示，沒有傳感器，智能工業、物聯網將會是無稽之談，智能制造等實體經濟也是泡沫般存在。

隨著2017年地方兩會的落幕，大氣污染防治、水環境治理、土壤治理在地方政府工作報告中實現了全覆蓋。治霾、落實河長制、對環境wei法行為“零容忍”等，成為兩會期間的高頻詞。加之近年來也相繼出臺了“氣十條”、“水十條”和“土十條”等環境保護措施。隨著物聯網的興起，智能手機、可穿戴設備、智能硬件以及智能家電等與人們生活息息相關的產品逐步走上互聯互通的道路，這些都為智能家電的發展創造了全新的空間。毋庸置疑，環境保護已成為重要民生問題，經濟發展與環境保護相得益彰，才能走可持續發展之路。

為獲取數據，在2013年，就有國家提出“萬億傳感器革命”的口號，旨在推動社會基礎設施和公共服務中每年使用1萬億個傳感器，預計在2030年后將100萬億傳感器嵌入到各種場所，可以預見，在不久的將來，我們身邊將到處布滿傳感器，再把大量傳感器采集的數據與開放數據等組合，依托人工智能等技術進行大數據分析，就會產生價值更高的數據。對于不同粒徑的顆粒物（如PM10和PM2．5），其能夠輸出多個不同的信號加以區分。

多年以來，傳感器市場規模也是呈現快速增長態勢，隨著物聯網的興起，傳感器產業迎來了巨大的發展契機，以及隨著從事傳感器技術研發的機構和投入不斷增多，傳感器技術也取得了突飛猛進的發展。