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超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。接收式的傳感器本身不發(fā)射超聲波,是通過傳感器接收超聲波,將其轉(zhuǎn)換成電信號,進行測量。以超聲波作為檢測手段,必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波。完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器,習慣上稱為超聲換能器,或者超聲探頭。 超聲波探頭主要由壓電晶片組成,既可以發(fā)射超聲波,也可以接收超聲波。超聲探頭的核心是其塑料外套或者金屬外套中的一塊壓電晶片。構(gòu)成晶片的材料可以有許多種。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。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?,它可以將電能轉(zhuǎn)變成機械振蕩而產(chǎn)生超聲波,同時它接收到超聲波時,也能轉(zhuǎn)變成電能,所以它可以分成發(fā)送器或接shou器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送,也能作接收。超聲波傳感器由發(fā)送傳感器(或稱波發(fā)送器)、接收傳感器(或稱波接shou器)、控制部分與電源部分組成。發(fā)送器傳感器由發(fā)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(zhuǎn)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(chǎn)生機械振動,將其變換成電能量,作為傳感器接手器的輸出,從而對發(fā)送的超聲波進行檢測??刂撇糠种饕獙Πl(fā)送器發(fā)出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調(diào)制和計數(shù)及探測距離等進行控制。
生活中常見的傳感器應(yīng)用有以下幾種:
1、自動門,利用人體的紅外微波來開關(guān)門;
2、煙霧報警器,利用煙敏電阻來測量煙霧濃度,從而達到報警目的;
3、手機,數(shù)碼相機的照相機,利用光學傳感器來捕獲圖象;
4、電子稱,利用力學傳感器(導(dǎo)體應(yīng)變片技術(shù))來測量物體對應(yīng)變片的壓力,從而達到測量重量目的;
5、水位報警,溫度報警,濕度報警,光學報警等。
傳感器工作原理介紹
在當前的空氣凈化領(lǐng)域,空氣質(zhì)量傳感器幾乎已經(jīng)成為凈化設(shè)備的標配附件,其作用是對空氣中的PM2.5等顆粒物濃度進行監(jiān)測,工作原理如下:
在傳感器內(nèi)部設(shè)有恒定光源(如紅外發(fā)光二極管),空氣通過光線時,其中的顆粒物會對其進行散射,造成光強的衰減。其相對衰減率與顆粒物的濃度成一定比例。
在與光源對角的另一側(cè)設(shè)有光線探ce器(如光電晶體管),它能夠探測到被顆粒物反射的光線,并根據(jù)反射光強度輸出PWM信號(脈寬調(diào)制信號),從而判斷顆粒物的濃度。根據(jù)用途則可分為力敏傳感器、熱敏傳感器、濕敏傳感器、磁敏傳感器、氣敏傳感器、加速度傳感器、生物傳感器等。對于不同粒徑的顆粒物(如PM10和PM2.5),其能夠輸出多個不同的信號加以區(qū)分。