Bagaimana cara kerja sensor ultrasonik?

Sensor ultrasonik adalah perangkat yang mengubah sinyal ultrasonik menjadi sinyal energi lainnya (biasanya sinyal listrik) untuk mengukur jarak dari sensor ke objek target. Gelombang ultrasonik adalah gelombang mekanis dengan frekuensi getaran yang lebih tinggi dari 20kHz dan memiliki karakteristik frekuensi tinggi, panjang gelombang pendek, fenomena difraksi kecil, terutama directivity yang baik, yang dapat menjadi sinar dan merambat secara terarah.

Sensor ultrasonik dapat digunakan sebagai sensor jarak ultrasonik untuk mengukur jarak objek target, mendeteksi keberadaan serta pergerakan objek dengan menerapkan sinyal listrik ke transduser keramik 40KHz (pemancar) untuk mentransmisikan gelombang ultrasonik dan mengubah suara yang dipantulkan menjadi sinyal listrik (rujuk ke gambar).

Sepasang sensor ultrasonik terdiri dari pemancar dan penerima yang tersedia sebagai unit terpisah atau tertanam bersama sebagai unit tunggal. Gambar di bawah ini menunjukkan manorshi 40kHz Ultrasonic Transmitter dan Receiver. (Anda dapat menemukan informasi lebih lanjut di situs web Manorshi: www.manorshi.com )

Bekerja sensor ultrasonik

Pemancar ultrasonik menggunakan kristal piezoceramic yang terpasang dengan lembaran logam kerucut. Ketika tegangan listrik diterapkan pada piezoceramic, ia bergetar dengan ekspansi dan kontraksi yang berkelanjutan. Akibatnya, sesuai sifat bahan piezoelektrik, gelombang ultrasonik dihasilkan yang merambat lurus karena bentuk kerucut resonator.

Penerima ultrasonik bekerja pada konsep yang berlawanan. Ketika gelombang ultrasonik menyerang melalui resonator, vibrator yang terhubung (pelat logam) bergetar. Dengan menempelkan getaran cakram keramik piezoelektrik ke vibrator, arus dihasilkan sesuai dengan karakteristik bahan keramik piezoelektrik. Arus ini lebih lanjut diambil dari dua lead eksternal.

Singkatnya, sensor ultrasonik dapat mentransmisikan dan menerima gelombang ultrasonik. Saat mentransmisikan gelombang ultrasonik, ia mengubah energi listrik menjadi gelombang ultrasonik; Saat menerima gema, ia mengubah getaran gelombang ultrasonik menjadi sinyal listrik, sehingga disebut 'Transduser Ultrasonik '.

Karakteristik kinerja sensor ultrasonik

Karena karakteristik struktural wafer piezoelektrik melingkar, gelombang ultrasonik yang dipancarkan memiliki directivity tertentu, dan penampang balok mirip dengan elips, sehingga rentang deteksi terbatas. Sudut deteksi bidang horizontal adalah 120 derajat, dan sudut deteksi bidang vertikal adalah 60 derajat.

Fitur sensor ultrasonik

1. Struktur sederhana dan manufaktur yang nyaman;

2. Tidak mudah ikut campur oleh medan elektromagnetik lingkungan;

3. Ultrasonografi tidak sensitif terhadap cahaya dan warna, dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi objek yang transparan dan tidak reflektif.