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一体式超声波传感器与步进电机组成的探测系统

2020-12-11 14:58:58

超声波信号是指人类听力范围以上的信号,大约为30到480 kHz.对于超声波感应,广泛使用的范围是40到70 kHz.频率决定范围和分辨率;较低的频率产生大的感应范围。常用频率为58 kHz,测量分辨率为1厘米(cm),范围非常大为11米。在300 kHz时,分辨率可能低至1毫米。但是,此频率范围的大距离约为30 cm.

超声波收发器通过压电换能器辐射信号。当该信号撞击目标时,会产生反射信号。该信号在收发器处接收,收发器测量发送和返回的时间。然后,使用空气中的声速计较距离D.

自由空间中的声响速度(以英尺/秒为单位)为1120.该值随温度和其他周围因素而变化,但是它是用于范围计较的良好平均值。

超声波技术曾经进入了广泛的应用平台,非常大的平台可能是接近检测和距离测量。其他包括储罐,流量测量系统和成像产品中的液位检测。大多数较新的应用都针对消费电子,汽车和工业/机器人平台。

1、与许多其他低老本替代品不同,工采网提供的传感器经过原厂校准,以非常大限度地减少相像数量部件之间的性能差异。同时工采网提供广泛的产品线,涵盖尽可能多的应用,因此在客户选定传感器的时候,可以提供故障排除和定制产品设计方面的支持。

2、定制的固件和硬件设计帮助我们的传感器与客户的特定应用程序提供非常佳匹配,另一个好处是,定制部件的用户可以选定批准和/或拒其部件的任何固件或硬件更改。值得注意的是许多设计人员选定使用我们的标准传感器来创建他们的应用程序。在大容量应用程序中使用标准传感器确实需要打听传感器的操作。在考虑这些可能的限制时,设计人员必须预见到潜在的问题并编写程序来操作传感器。如果处理得当,可以将标准传感器成功地引入大容量应用程序。使用这种方法,许多设计人员曾经在他们的应用程序中构建了我们的标准传感器,并取得了很好的效果。

3、在选定使用标准传感器时,为给定的应用程序选定产品线和传感器非常简单。

超声波传感器

挪动机器人要获得自主行为,其非常重要的使命之一是获取关于环境的知识。这是用不同的传感器测量并从那些测量中提取有意义的信息而实现的。视觉、红外、激光、超声波等传感器都在挪动机器人中得到实际应用。超声波传感器以其性价比高、硬件实现简单等优点,在挪动机器人感知系统中得到了广泛的应用。但是超声波传感器也存在一定的局限性,主要是因为波束角大、方向性差、测距的不稳定性(在非垂直的反射下)等,因此往往采用多个超声波传感器或采用其他传感器来补偿。为了弥补超声波传感器本身的不足,又能进步其获取环境信息的能力,本文设计由一体式超声波传感器与步进电机组成的探测系统。

1 超声波传感器的探测原理及方法分析

超声波传感器的基本原理是发送(超声)压力波包,并测量该波包发射和回到接收器所占用的时间。

由于用超声波测量距离并不是一个点测量。超声波传感用具有一定的分散特性,发射的超声能量主要集中在主波瓣上,沿着主波轴双侧呈波浪型衰减,左右约30°的分散角。事实上,式(1)计较度越时间的方式是基于超声波成功、垂直的反射名义下进行的。但对于挪动机器人很难保证其本身运动姿态的稳定性,采用超声波传感器固定在挪动机器人车身的探测方式,当挪动机器人偏离平行墙面时,探测系统往往很难得到实际的距离。另外,超声波这种发散特性在应用于测量障碍物的时候,只能提供目标障碍物的距离信息,而不能提供目标的方向和边界信息。这些缺陷都大大限制了超声波传感器的实际应用和推广。


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