Principe et introduction du capteur de variété ultrasonique

Qu'est-ce que le capteur ultrasonique de variation

En raison de la forte directivité des ondes ultrasoniques, de la consommation d'énergie lente et de longues distances dans le milieu, les ondes ultrasoniques sont souvent utilisées pour la mesure de la distance. Par exemple, les télémètres à ultrasons et les instruments de mesure de niveau peuvent être réalisés par des ondes à ultrasons.module de capteur de distance à ultrasonsest souvent rapide, pratique, simple à calculer, facile à obtenir un contrôle en temps réel et peut répondre aux exigences pratiques industrielles en termes de précision de mesure, il a donc également été largement utilisé dans le développement de robots mobiles.

Pour qu'un robot mobile évite automatiquement les obstacles et marche, il doit être équipé d'un système de mesure de distance afin qu'il puisse obtenir les informations de distance (distance et direction) de l'obstacle dans le temps. Le capteur de mesure de la distance ultrasonique à trois directions (avant, à gauche et à droite) est introduit pour fournir une information de distance de mouvement pour que le robot comprenne son environnement avant, gauche et droit.

Principe du capteur ultrasonique

1, générateur à ultrasons

Afin de rechercher et d'utiliser des vagues à ultrasons, de nombreux générateurs à ultrasons ont été conçus et fabriqués. De manière générale, les générateurs à ultrasons peuvent être divisés en deux catégories: l'une consiste à générer des ondes ultrasoniques électriquement, et l'autre est de générer des ondes ultrasoniques mécaniquement. Les méthodes électriques incluent le piézoélectrique, le magnétostrictif et l'électricité, etc.; Les méthodes mécaniques comprennent la flûte Galton, le sifflet liquide et le sifflet à air. La fréquence, la puissance et les caractéristiques des ondes ultrasoniques qu'ils produisent sont différentes, donc leurs utilisations sont également différentes. À l'heure actuelle, le piézoélectriquecapteur de distance à ultrasonsest plus couramment utilisé.

2, le principe du générateur à ultrasons piézoélectriques

Le générateur à ultrasons piézoélectrique utilise en fait la résonance du cristal piézoélectrique pour fonctionner. La structure interne du générateur à ultrasons est illustrée à la figure. Il a deux tranches piézoélectriques et une plaque de résonance. Lorsqu'un signal d'impulsion est appliqué à ses deux pôles et que la fréquence est égale à la fréquence d'oscillation naturelle de la plaquette piézoélectrique, la tranche piézoélectrique résonnera et entraînera la plaque de résonance pour vibrer pour générer des ondes à ultrasons. Au contraire, si aucune tension n'est appliquée entre les deux électrodes, lorsque la plaque de résonance reçoit des ondes ultrasoniques, il appuiera la puce piézoélectrique pour vibrer et convertir l'énergie mécanique en signaux électriques. Ensuite, il devient un récepteur à ultrasons.

3, le principe du capteur ultrasonique

L'émetteur à ultrasons émet des ondes ultrasoniques dans une certaine direction et commence le timing en même temps que l'heure de lancement. Les ondes ultrasoniques se propagent dans l'air et reviennent immédiatement lorsqu'ils rencontrent des obstacles sur le chemin. Le récepteur à ultrasons arrête immédiatement le timing lorsqu'il reçoit les ondes réfléchies. La vitesse de propagation des ondes ultrasoniques dans l'air est de 340 m / s. Selon le temps t enregistré par la minuterie, la ou les distance (s) entre le point de lancement et l'obstacle peuvent être calculées, à savoir: S = 340T / 2. Il s'agit de la soi-disant méthode de trébaine.

The principle of ultrasonic ranging sensor is to use the known propagation speed of ultrasonic waves in the air to measure the time when the sound wave encounters obstacles and reflect back after transmission, and calculate the actual distance from the transmitting point to the obstacle based on the Création horaire entre la transmission et la réception. On peut voir que le principe de la variation des ultrasons est le même que celui du radar.

Dans la formule, L est la longueur de distance mesurée; C est la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques dans l'air; T est la différence de temps de la propagation de distance de mesure (t est la moitié de la valeur temporelle de la transmission à la réception).

Capteurs de distance à ultrasons Arduinoest principalement utilisé pour la mesure de la distance dans les rappels d'inversion, les sites de construction, les sites industriels, etc. Bien que la plage de mesure de distance actuelle puisse atteindre 100 mètres, la précision de la mesure ne peut atteindre que l'ordre des centimètres.

En raison des avantages d'une émission directionnelle facile, d'une bonne directionnalité, d'un contrôle facile de l'intensité et d'un contact direct avec l'objet mesuré, les ondes ultrasoniques sont une méthode idéale pour la mesure de la hauteur du liquide. Il est nécessaire d'atteindre la précision de mesure au niveau des millimètres dans une mesure précise du niveau de liquide, mais les circuits intégrés ultrasoniques nationaux actuels sont uniquement une précision de mesure au niveau des centimètres. En analysant les causes de l'erreur de variation ultrasonique, en améliorant le décalage horaire de mesure au niveau de la microseconde et en utilisant le capteur de température LM92 pour compenser la vitesse de propagation des ondes sono .