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巴魯夫超聲波傳感器資料下載

最近更新時間:2016-10-26

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詳細介紹:

巴魯夫BALLUFF超聲波傳感器組成部分
常用的BALLUFF超聲波傳感器由壓電晶片組成,既可以發射超聲波,也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多作探測作用。它有許多不同的結構,可分直探頭(縱波)、斜探頭(橫波)、表面波探頭(表面波)、蘭姆波探頭(蘭姆波)、雙探頭(一個探頭發射、一個探頭接收)等。
工作原理
BALLUFF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BALLUFF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收器。有的BALLUFF超聲波傳感器既作發送,也能作接收。這里僅介紹小型BALLUFF超聲波傳感器,發送與接收略有差別,它適用于在空氣中傳播,工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等(其中T表示發送,R表示接收,40表示頻率為40KHZ,16及12表示其外徑尺寸,以毫米計)。另有一種密封式BALLUFF超聲波傳感器(MA40EI型)。它的特點是具有防水作用(但不能放入水中),可以作料位及接近開關用,它的性能較好。超聲波應用有三種基本類型,透射型用于遙控器,防盜報警器、自動門、接近開關等;分離式反射型用于測距、液位或料位;反射型用于材料探傷、測厚等。
由發送傳感器(或稱波發送器)、接收傳感器(或稱波接收器)、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,作為傳感器接收器的輸出,從而對發送的超進行檢測.而實際使用中,用作發送傳感器的陶瓷振子也可以用作接收器傳感器社的陶瓷振子。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。
注意事項
1:為確保可靠性及長使用壽命,請勿在戶外或高于額定溫度的地方使用傳感器[2]  。
2:由于BALLUFF超聲波傳感器以空氣作為傳輸介質,因此局部溫度不同時,分界處的反射和折射可能會導致誤動作,風吹時檢出距離也會發生變化。因此,不應在強制通風機之類的設備旁使用傳感器。
3:噴氣嘴噴出的噴氣有多種頻率,因此會影響傳感器且不應在傳感器附近使用。
4:傳感器表面的水滴縮短了檢出距離。
5:細粉末和棉紗之類的材料在吸收聲音時無法被檢出(反射型傳感器)。
6:不能在真空區或防爆區使用傳感器。
7:請勿在有蒸汽的區域使用傳感器;此區域的大氣不均勻。將會產生溫度梯度,從而導致測量錯誤。
暴露問題
BALLUFF超聲波傳感器應用起來原理簡單,也很方便,成本也很低。但是目前的BALLUFF超聲波傳感器都有一些缺點,比如,反射問題,噪音,交叉問題。
反射問題
如果被探測物體始終在合適的角度,那BALLUFF超聲波傳感器將會獲得正確的角度。但是不幸的是,在實際使用中,很少被探測物體是能被正確的檢測的。
其中可能會出現幾種誤差:
三角誤差
當被測物體與傳感器成一定角度的時候,所探測的距離和實際距離有個三角誤差。
鏡面反射
這個問題和高中物理中所學的光的反射是一樣的。在特定的角度下,發出的聲波被光滑的物體鏡面反射出去,因此無法產生回波,也就無法產生距離讀數。這時BALLUFF超聲波傳感器會忽視這個物體的存在。
多次反射
這種現象在探測墻角或者類似結構的物體時比較常見。聲波經過多次反彈才被傳感器接收到,因此實際的探測值并不是真實的距離值。
這些問題可以通過使用多個按照一定角度排列的超聲波圈來解決。通過探測多個超聲波的返回值,用來篩選出正確的讀數。
噪音
雖然多數BALLUFF超聲波傳感器的工作頻率為40-45Khz,遠遠高于人類能夠聽到的頻率。但是周圍環境也會產生類似頻率的噪音。比如,電機在轉動過程會產生一定的高頻,輪子在比較硬的地面上的摩擦所產生的高頻噪音,機器人本身的抖動,甚至當有多個機器人的時候,其它機器人BALLUFF超聲波傳感器發出的聲波,這些都會引起傳感器接收到錯誤的信號。
這個問題可以通過對發射的超聲波進行編碼來解決,比如發射一組長短不同的音波,只有當探測頭檢測到相同組合的音波的時候,才進行距離計算。這樣可以有效的避免由于環境噪音所引起的誤讀。
交叉問題
交叉問題是當多個BALLUFF超聲波傳感器按照一定角度被安裝在機器人上的時候所引起的。超聲波X發出的聲波,經過鏡面反射,被傳感器Z和Y獲得,這時Z和Y會根據這個信號來計算距離值,從而無法獲得正確的測量。
解決的方法可以通過對每個傳感器發出的信號進行編碼。讓每個BALLUFF超聲波傳感器只聽自己的聲音。

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