根据前文所之,超声波传感器可以是一个发送器,也可以是一个接收器。这是因为超声波传感器把电能转化成了机械能,从而产生了超声波,它在接受到超声波时,也能把接收到的超声波转化成电能,这种转换成为可逆转换。在本课题中,我们所设计的是汽车倒车监控系统,它主要需要在空气中传播,所以我们采用的是小型超声波传感器。它的接受和发送是不一样的,。一般用于测距,防盗,遥控等使用。23-25KHZ和40-45KHZ是小型超声波传感器工作时的频率。它有T/R-40-60,(T为发送,R表示接收,40表示频率),还有T/R-40-12等(60和12表示外径尺寸,mm为单位)。超声波在应用方面分为三种,分为:透射型,分离式反射性和反射性。这次的课题使用的超声波类型是分离式反射型,主要用于测距。超声波传感器的工作原理如图2。4所示。

         

                           图2。4超声波传感器工作原理图

超声波传感器主要是由发送器传感器(波发送器),接收器传感器(波接收器),电源和控制部分这四个要素组成。

发送器:通过振子(振子具有导向和放大电磁波的作用,使接收到的电磁信号更强)的振动产生出超声波向外部辐射。

接收器:接收器的作用是当振子接收到超声波的时候,它就会产生一个电压输出,把超声波所产生的振动转换为了电能。

控制部分:超声波传感器的控制部分就像电脑里的CPU一样,起着至关重要的作用,控制着发送器和接收器,并且对接收器接收的信号进行分析和判断。

电源部分:用12V 或者24V的直流电(Direct current)使超声波传感器工作,电源的上下波动不超过百分之十。

   检测模式:超声波传感器采纳的是直接反射。即被检测物在传感器前,当被检测出来时,接收器就可以收到一个反射回波。如图2。5所示。 

                          图2。5超声波传感器的检测模式

   超声波的测距原理是,已知道超声波在空气中的传播速度,当超声波传感器的发送器开始工作向外发射出超声波,超声波通过空气中传播的过程中,碰到障碍物时就立即返回,此时超声波的接收器将会收到反射波,从超声波发射的瞬间开始计时,收到反射波的同时马上停止计时,我们把超声波在空气中传播的速度成设为v,发送时和接收超声波时的时间差为Δt,这样就很快得到发射器和障碍物之间的距离了,用S表示 ,可以得到时间差测距法的公式1-1:

                              S= v• Δt / 2                     (1-1)

这种测量的方法十分简单。我们知道正常温度下声速的传播速度是334m/s,超声波也是一种声波,所以它的声速C与温度也有关系。声速也受气压变化以及介质的影响,不过一般情况下,大气气压的变化很小,对声速影响不大,所以声速的传播速度主要受温度影响。下面的表格(表1)中显示了不同温度下的传播声速,温度变化不大时对声速的影

响也不是很大。

                         表1    声速与温度的关系表

 温度

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