Ультразвуковой датчик. Принцип действия

Опубликовано 14.01.2011 Ведущий Валерий Харыбин

Ультразвуковые датчики широко используются в качестве датчиков приближения, для дистанционного обнаружения различных объектов и измерения расстояния. Датчики действуют путем посылки ультразвуковых волн в направлении объекта обнаружения и отразившись от поверхности объекта, возвращаются обратно. Далее, электронная схема производит расчет времени между моментом посылки сигнала и моментом приема отраженного сигнала. Расстояние является производной величиной от времени и скорости звука в окружающей среде.
Принцип работы ультразвукового датчика со сквозным пучком. Приемник и передатчик являются отдельными устройствами и расположены друг напротив друга. Выход выключателя активизируется, ультразвуковой сигнал прерывается предметом. Особенностями являются очень быстрые переключения; малая восприимчивость к интерференции; широкий диапазон действия, вследствие прохождения ультразвукового пучка сигнальное расстояние только один раз. Принцип работы ультразвукового датчика прямого обнаружения. В данной конструкции, приемник и передатчик находятся в одном корпусе. Данное устройство основано на принципе обнаружения препятствий и активизации отраженного сигнала. Датчик определяет расстояние до объекта, измеряя время, которое протекает между отправкой ультразвукового импульса и достижением отраженного от объекта эха. Датчики работают в прямом режиме обнаружения и имеют различные аналоговые выходы, в зависимости от модели. Работа ультразвукового датчика расстояния с одним преобразователем заключается в том, что он выполняет функции, как приемника, так и передатчика. Сначала запускается короткий ультразвуковой импульс, одновременно включается внутренний таймер. При возвращении сигнала в датчик, таймер останавливается. Время излучения и отражения сигнала служит основой для вычисления расстояния до объекта. Полный контроль над рабочим процессом обеспечивает микропроцессор. Важными особенностями применения ультразвуковых датчиков являются: возможность измерения расстояния до объекта в сложных условиях; определения местонахождения различных объектов, в том числе помощи при парковке автомобиля; решение задач автоматизации технологических процессов, определение положения и удаленность объекта в различных промышленных областях.