Punti da notare quando si sceglie un sensore di portata ad ultrasuoni

Scegliere il giusto sensore di distanza ad ultrasuoni può essere un compito scoraggiante, in particolare con la moltitudine di opzioni disponibili sul mercato. I sensori ad ultrasuoni sono dispositivi che utilizzano onde sonore per rilevare e misurare la distanza, rendendoli ideali per varie applicazioni, come robotica, sistemi automobilistici e automazione industriale. Questo articolo mira a guidarti attraverso i punti essenziali da considerare quando si seleziona un sensore di portata ad ultrasuoni per il tuo progetto.

Tipi di sensori ad ultrasuoni

I sensori ad ultrasuoni possono essere ampiamente classificati in due categorie:

• Sensori di rilevamento di prossimità:

  Questi sensori rilevano la presenza di un oggetto all'interno di un intervallo specificato senza misurare la distanza esatta.

• Sensori di misurazione della distanza:

  Questi sensori misurano accuratamente la distanza da un oggetto e forniscono output sotto forma di dati di distanza.

  
  

Criteri per la scelta dei sensori ad ultrasuoni

La selezione del giusto sensore ad ultrasuoni dipende dai requisiti specifici del progetto. Comprendere i diversi fattori che influenzano le prestazioni di un sensore ti aiuterà a prendere una decisione informata.

Fattori da considerare

Per scegliere il giusto sensore di distanza ad ultrasuoni, considera i seguenti fattori:

1. Intervallo di rilevamento: l'intervallo di rilevamento si riferisce alle distanze minime e massime all'interno delle quali il sensore può rilevare accuratamente gli oggetti. Scegli un sensore con un intervallo di rilevamento che corrisponda ai requisiti dell'applicazione.

2. Precisione e risoluzione: l'accuratezza rappresenta quanto la misurazione del sensore corrisponda alla distanza effettiva, mentre la risoluzione si riferisce al più piccolo cambiamento rilevabile di distanza. Prendi in considerazione un sensore con alta precisione e risoluzione per le applicazioni che richiedono misurazioni precise.

3. Angolo di raggio: l'angolo del raggio è la larghezza del cono sonoro emesso dal sensore. Un angolo di raggio stretto fornisce una migliore discriminazione degli oggetti e un intervallo di rilevamento più lungo, mentre un angolo di raggio più ampio aumenta il campo visivo del sensore. Scegli un angolo di raggio che si adatta meglio alla tua applicazione.

4. Fattori ambientali: la temperatura, l'umidità e la pressione dell'aria possono influire sulle prestazioni dei sensori ad ultrasuoni. Seleziona un sensore in grado di funzionare in modo affidabile nelle condizioni ambientali dell'applicazione.

5. Frequenza: la frequenza di un sensore ad ultrasuoni determina la velocità della propagazione del suono e la risoluzione della misurazione. Le frequenze più alte offrono una migliore risoluzione ma hanno un intervallo di rilevamento più breve, mentre le frequenze più basse forniscono un intervallo più lungo con una risoluzione inferiore. Scegli un sensore con una frequenza adatta per l'applicazione.

6. Tempo di risposta: il tempo di risposta è il tempo impiegato dal sensore per aggiornare l'output dopo aver rilevato un cambiamento di distanza. Tempi di risposta più rapidi sono essenziali per applicazioni che richiedono misurazioni in tempo reale, come l'eliminazione degli ostacoli in robotica.

7. Tipo di uscita: i sensori ad ultrasuoni possono avere uscite analogiche, digitali o seriali. Scegli un sensore con un tipo di output compatibile con i requisiti del sistema.

8. Opzioni di montaggio: considerare le opzioni di montaggio disponibili e assicurarsi che il sensore possa essere facilmente installato nella posizione desiderata.

9. Consumo energetico: il consumo di energia è un fattore essenziale per le applicazioni alimentate a batteria. Scegli un sensore con basso consumo di energia per estendere la durata della batteria e ridurre al minimo l'utilizzo di energia.

   
   

Applicazioni comuni

I sensori di range ad ultrasuoni sono ampiamente utilizzati in vari settori e applicazioni, tra cui:

1. Robotica: rilevamento e evitamento degli ostacoli, misurazione della distanza e navigazione.

2. Sistemi automobilistici: assistenza al parcheggio, rilevamento dei punti ciechi e evitamento di collisione.

3. Automazione industriale: controllo del livello, rilevamento degli oggetti e gestione dei materiali.

4. Sistemi di sicurezza: rilevamento delle intrusioni, controllo degli accessi e monitoraggio perimetrale.

5. Dispositivi medici: monitoraggio del livello fluido e misurazione della portata.

Conclusione

Selezionare il giusto sensore di distanza ad ultrasuoni è fondamentale per il successo del tuo progetto. Considerando fattori come l'intervallo di rilevamento, l'accuratezza, la risoluzione, l'angolo del raggio, i fattori ambientali, la frequenza, il tempo di risposta, il tipo di output, le opzioni di montaggio e il consumo di energia, è possibile prendere una decisione informata e scegliere il miglior sensore per la tua applicazione.

FAQ

1. I sensori ad ultrasuoni possono rilevare tutti i tipi di materiali? I sensori ad ultrasuoni possono rilevare la maggior parte dei materiali, ma le loro prestazioni possono variare a seconda della composizione del materiale, della trama superficiale e della geometria. In generale, le superfici dure e piatte forniscono migliori riflessi per le onde ad ultrasuoni.

   
   

2. In che modo la temperatura influisce sulle prestazioni dei sensori ad ultrasuoni? La temperatura influisce sulla velocità del suono nell'aria, che può influire sull'accuratezza delle misurazioni della distanza. Alcuni sensori ad ultrasuoni sono dotati di compensazione della temperatura integrata per mantenere l'accuratezza a temperature variabili.

   
   

3. Qual è la differenza tra sensori ad ultrasuoni e sensori a infrarossi per la misurazione della distanza? I sensori ad ultrasuoni usano le onde sonore per misurare la distanza, mentre i sensori a infrarossi si basano su onde luminose. I sensori ad ultrasuoni sono generalmente più accurati e meno influenzati da fattori ambientali come la luce o il colore ambientale, mentre i sensori a infrarossi possono avere tempi di risposta più rapidi.

   
   

4. I sensori ad ultrasuoni sono adatti per applicazioni esterne? I sensori ad ultrasuoni possono essere utilizzati all'aperto, ma le loro prestazioni possono essere influenzate da fattori ambientali come temperatura, umidità e pressione dell'aria. Assicurarsi che il sensore scelto sia valutato per uso esterno e possa resistere alle specifiche condizioni ambientali dell'applicazione.

   
   

5. I sensori ad ultrasuoni richiedono una linea di vista per rilevare gli oggetti? Sì, i sensori ad ultrasuoni richiedono una chiara linea di vista per rilevare gli oggetti, poiché le onde sonore devono viaggiare direttamente sull'oggetto e tornare al sensore. Gli ostacoli tra il sensore e l'oggetto possono causare letture imprecise o falsi rilevamenti.

Il principio e la struttura dei moderni sensori di ranging ad ultrasuoni variano notevolmente. Come selezionare un sensore ragionevolmente in base allo scopo di misurazione specifico, l'oggetto di misurazione e l'ambiente di misurazione è il primo problema da risolvere quando si eseguono una determinata quantità di misurazione. Dopo aver determinato il sensore ad ultrasuoni, è possibile determinare il metodo di misurazione e l'attrezzatura di misurazione corrispondenti. Il successo o il fallimento dei risultati della misurazione dipende in larga misura dal fatto che la scelta dei sensori di portata ad ultrasuoni sia ragionevole. Questo articolo introduce principalmente diversi parametri che vengono generalmente notati quando si selezionano un sensore di distanza ad ultrasuoni, solo come riferimento.

1) Determinare il tipo di sensore ad ultrasuoni (di seguito il sensore sostituirà il sensore di range ad ultrasuoni) secondo l'oggetto di misurazione e l'ambiente di misurazione

   Per svolgere un lavoro di misurazione specifico, dobbiamo prima considerare quale principio viene utilizzato per risolvere questo problema, che deve essere determinato dopo aver analizzato molti fattori. Perché, anche quando si misura la stessa quantità fisica, ci sono più principi di sensori tra cui scegliere, da cui il principio del sensore è più adatto, è necessario considerare i seguenti problemi specifici in base alle caratteristiche delle condizioni misurate e di utilizzo del sensore: la dimensione dell'intervallo; I requisiti della posizione misurata sul volume del sensore; se il metodo di misurazione è contatto o non contatto; il metodo di estrazione del segnale, misurazione cablata o senza contatto; La fonte del sensore, sia domestico che importato, se il prezzo può sopportare o sviluppato da solo. Dopo aver considerato i problemi di cui sopra, è possibile determinare quale tipo di sensore scegliere e quindi considerare gli indicatori di prestazione specifici del sensore.

2) Selezione di sensibilità del sensore di distanza ad ultrasuoni

   Generalmente, nell'intervallo lineare del sensore, maggiore è la sensibilità del sensore, meglio è. Perché solo quando la sensibilità è elevata, il valore del segnale di uscita corrispondente alla variazione misurata è relativamente grande, il che è favorevole al segnalazione al processo. Tuttavia, va notato che la sensibilità del sensore è elevata e il rumore esterno che non è correlato alla misurazione è anche facilmente miscelato e sarà anche amplificata dal sistema di amplificazione, che influisce sull'accuratezza della misurazione. Pertanto, è necessario che il sensore stesso abbia un elevato rapporto segnale-rumore per ridurre al minimo i segnali di interferenza introdotti dall'esterno. La sensibilità del sensore è direzionale. Quando il valore misurato è un singolo vettore e la direzionalità è elevata, è necessario selezionare un sensore con bassa sensibilità in altre direzioni. Se il valore misurato è un vettore multidimensionale, minore è la sensibilità incrociata del sensore, meglio è.

3) Caratteristiche di risposta in frequenza dei sensori di distanza ad ultrasuoni

   La caratteristica della risposta in frequenza del sensore determina la misurazione dell'intervallo di frequenza. Deve mantenere condizioni di misurazione non distorte all'interno dell'intervallo di frequenza consentito. In effetti, la risposta del sensore ha sempre un certo ritardo. Più breve è il tempo di ritardo, meglio è. La risposta in frequenza del sensore è elevata e l'intervallo di frequenza del segnale misurabile è ampia. Tuttavia, a causa dell'influenza delle caratteristiche strutturali, l'inerzia del sistema meccanico è grande. La frequenza del segnale misurabile del sensore con bassa frequenza è bassa. Nella misurazione dinamica, le caratteristiche di risposta dovrebbero essere basate sulle caratteristiche del segnale (stato stazionario, transitorio, casuale, ecc.), In modo da evitare errori di incendio eccessivi

4) La gamma lineare del sensore di distanza ad ultrasuoni

   L'intervallo lineare del sensore si riferisce all'intervallo in cui l'uscita è proporzionale all'input. In teoria, all'interno di questo intervallo, la sensibilità rimane costante. Più ampio è la gamma lineare del sensore, maggiore è la gamma e può garantire una certa precisione di misurazione. Quando si seleziona un sensore, quando viene determinato il tipo di sensore, è prima necessario vedere se la sua gamma soddisfa i requisiti. Ma in effetti, nessun sensore può garantire la linearità assoluta e anche la sua linearità è relativa. Quando la precisione di misurazione richiesta è relativamente bassa, all'interno di un certo intervallo, il sensore con un piccolo errore non lineare può essere considerato lineare, il che porterà grande comodità alla misurazione.

5) Stabilità del sensore di distanza ad ultrasuoni

   Dopo che un sensore viene utilizzato per un periodo di tempo, la sua capacità di mantenere invariata le sue prestazioni è chiamata stabilità. Oltre alla struttura del sensore stesso, i fattori che influenzano la stabilità a lungo termine del sensore sono principalmente l'ambiente di utilizzo del sensore (l'ambiente di utilizzo è un collegamento molto importante. Per selezionare accuratamente il sensore di distanza ad ultrasuoni, contattare il nostro personale dell'azienda). Pertanto, per far sì che il sensore abbia una buona stabilità, il sensore deve avere una forte capacità di adattarsi all'ambiente. Prima di selezionare un sensore, l'ambiente in cui viene utilizzato deve essere studiato e il sensore appropriato dovrebbe essere selezionato in base all'ambiente di utilizzo specifico o le misure appropriate devono essere prese per ridurre l'impatto ambientale. Esistono indicatori quantitativi per la stabilità del sensore. Dopo aver superato il periodo di utilizzo, la calibrazione deve essere ricalibrata prima dell'uso per determinare se le prestazioni del sensore sono cambiate. In alcune situazioni in cui il sensore può essere utilizzato a lungo e non può essere facilmente sostituito o calibrato, la stabilità del sensore selezionato è più rigorosa e deve essere in grado di resistere a lungo il test.

Specifiche

6) Accuratezza del sensore di distanza ad ultrasuoni

   L'accuratezza è un importante indice di performance del sensore, è un collegamento importante relativo all'accuratezza della misurazione dell'intero sistema di misurazione. Maggiore è l'accuratezza del sensore, più costoso è. Pertanto, fintanto che l'accuratezza del sensore soddisfa i requisiti di accuratezza dell'intero sistema di misurazione, non deve essere selezionato troppo in alto. In questo modo, è possibile selezionare un sensore più economico e più semplice tra molti sensori che soddisfano lo stesso scopo di misurazione. Se lo scopo di misurazione è un'analisi qualitativa, utilizzare un sensore con alta precisione di ripetizione. Non è appropriato utilizzare un sensore con una precisione di valore assoluto elevato. Se è per l'analisi quantitativa, è necessario ottenere valori di misurazione accurati e deve essere selezionato un sensore con un livello di precisione che soddisfa i requisiti.