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超音波測距センサー

ビュー: 87     著者: サイト編集者 公開時間: 2020-04-14 起源: サイト

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超音波測距センサーとは何ですか?

音波測距センサー は、超音波パルスを送信し、反射エコーが戻ってくるまでの時間を測定することにより、センサーとターゲット間の距離を測定する非接触感知デバイスです。

超音波は、人間の通常の可聴範囲である約 20 kHz を超える周波数を持っています。空気結合式距離センサーは通常約 40 kHz で動作しますが、必要な測定範囲、分解能、トランスデューサーのサイズ、ビーム パターン、環境条件に応じて他の周波数も使用されます。

光学式距離センサーとは異なり、超音波センサーは主にターゲットの色や可視光の反射率に依存しません。したがって、ターゲットが受信機に向けて十分に強い音響エコーを返す場合、多くの透明、半透明、暗い、または光沢のあるオブジェクトを検出できます。

簡単な答え: 超音波測距センサーは、ターゲットに向けて高周波音響パルスを送信し、反射エコーを受信し、往復の移動時間から距離を計算します。基本的な式は 、距離 = 音速 × エコー時間 ÷ 2です。.

超音波測距技術は、ロボット障害物検出、自動車駐車支援、液面測定、自動ドア、産業オートメーション、セキュリティシステム、マテリアルハンドリング、物体存在検出などで広く使用されています。

マノーシ用品 超音波センサーとトランスデューサー。 距離測定、物体検出、パーキングシステム、レベルセンシング、カスタマイズされた電子アプリケーション用の

超音波測距センサーはどのように機能しますか?

ほとんどの超音波距離センサーは、 飛行時間原理を使用しています。エコー通過時間法とも呼ばれるこのシステムは、超音波パルスを送信してからその反射エコーを受信するまでの時間を測定します。

  1. 制御回路は、超音波トランスデューサーの定格周波数またはその近くで短い電気バーストを生成します。

  2. 送信トランスデューサは、電気信号を超音波機械振動に変換します。

  3. 超音波パルスは空気中をターゲットに向かって伝わります。

  4. 音響エネルギーの一部はターゲットの表面から反射されます。

  5. 受信機は、返された音響エコーを小さな電気信号に変換します。

  6. 信号調整回路は、エコーを増幅、フィルタリング、検出します。

  7. マイクロコントローラーまたはタイミング回路は往復の移動時間を測定し、距離に変換します。

超音波距離測定式

距離 = (エコー時間 × 音速) ÷ 2

d = (t × c) ÷ 2

  • d はセンサーとターゲット間の片道距離です。

  • t は、送信からエコー受信までの測定された往復時間です。

  • c は測定媒体の音速です。

  • 音がセンサーからターゲットに伝わり、その後センサーに戻るため、結果は 2 で除算されます。

超音波測距計算例

約 20°C では、乾燥空気中の音速は約 343 m/s です。測定されたエコー時間が 5.83 ミリ秒の場合、計算された距離は次のようになります。

距離 = 0.00583 秒 × 343 m/s ÷ 2

距離 ≈ 1 メートル

この例では、気温が安定しており、エコーが明確に検出できることを前提としています。実際のシステムでは、温度補償、信号フィルタリング、閾値検出、キャリブレーション、および複数サンプルの平均化も適用される場合があります。

構造と圧電動作原理

多くの超音波測距トランスデューサーの核心は、金属ダイアフラムまたは共振プレートに取り付けられた圧電セラミック素子です。アセンブリには、共振器、音響ハウジング、端子、制振材、保護メッシュ、環境シール部品も含まれる場合があります。

交流電圧が圧電セラミックに印加されると、材料は膨張および収縮します。この機械的変形によりダイアフラムが振動し、空気中に超音波が放射されます。

逆圧電プロセスは受信中に発生します。戻ってくる超音波圧力波はダイヤフラムと圧電素子を振動させ、受信回路で増幅して処理できる小さな電気信号を生成します。

漏斗型またはホーン型の共振器は、圧電素子と周囲の空気の間の音響エネルギーの伝達を改善できます。その形状は感度、共振周波数、ビームパターンにも影響します。

重要な違い: 空気結合超音波測距では、通常、ターゲット表面から反射されたエコーを測定します。液体や固体材料を通して音を伝達するように設計された医療画像システムや超音波非破壊検査システムと混同しないでください。

超音波送信機、受信機、トランシーバーの種類

超音波測距システムは、個別の送信機と受信機を使用することも、送信と受信を交互に行う単一のトランシーバーを使用することもできます。

構成 作業方法 一般的な利点 設計上の考慮事項
送信機と受信機を分離 1 つのトランスデューサーが継続的または断続的に送信し、2 番目のトランスデューサーがエコーを受信します。 独立した送信パスと受信パス、柔軟な回路設計により、モード間で 1 つの要素を切り替える必要がありません。 センサーの間隔、位置合わせ、音響結合、および送信機から受信機への直接のクロストークを制御する必要があります。
単一の超音波トランシーバー 1 つのエレメントがパルスを送信した後、受信モードに切り替わります。 コンパクトな機械設計と送信軸と受信軸間の位置合わせが容易です。 システムは、近距離のエコーを検出する前に、機械的なリンギングが減衰するまで待つ必要があります。
透過ペア 送信機と受信機は向かい合っており、システムは物体が音の経路を遮断したことを検出します。 透明なフィルム、ボトル、急速に移動する物体の高速応答と信頼性の高い検出。 この構成では、反射ターゲットの距離を計算するのではなく、主に存在を検出します。

例 40 kHz 超音波測距センサーの仕様

次の表は、元のページの 40 kHz 超音波送信機と受信機のパラメーターの例を保存しています。これらの値は、すべての超音波センサーの普遍的な仕様として扱うべきではありません。駆動回路を設計したり、生産コンポーネントを承認したりする前に、必ず最終部品番号、テスト条件、製品データシートを確認してください。

仕様 値例
中心周波数 40±1.0kHz
送信音圧レベル 最小100dB
受信感度 −72dB以上
エコー感度 ≧230mV
呼び出し時間 最大1.2ms
1kHzでの静電容量 2400pF±20%
最大連続駆動電圧 20Vrms
合計ビーム角度 -6 dB で 47°(代表値)
減衰時間 ≤1.2ミリ秒
動作温度 −30℃〜+80℃
保管温度 −30℃〜+80℃
超音波測距センサーの構造と寸法図

超音波測距トランスデューサの構造と寸法

40 kHz 超音波距離センサーの送信機と受信機のペア

40 kHz 超音波送信機と受信機のペア

超音波センサーの主な性能指標

超音波測距性能は、トランスデューサ、駆動回路、受信回路、信号処理アルゴリズム、ターゲットおよび設置環境に依存します。次のパラメータは、個別に評価するのではなく、一緒に評価する必要があります。

中心周波数と共振周波数

中心周波数は、トランスデューサーが効率的に動作するように設計された周波数です。公称 40 kHz の超音波トランスデューサの場合、送信回路は通常 40 kHz に近いバーストを生成しますが、受信機は同様の周波数範囲でフィルタリングされます。

共振領域から遠すぎると、送信される音響エネルギーと受信感度が低下する可能性があります。コンポーネントの公差、温度、取り付けおよびハウジングの設計によっても、実効応答が変化する可能性があります。

送信音圧レベル

送信音圧レベルは、指定された試験条件下での超音波出力の強度を示します。値が大きいほど、より強力なエコーまたはより長い検出距離をサポートできますが、結果は駆動電圧、周波数、波形、測定距離、およびテストフィクスチャによって異なります。

音圧値は、データシートで同等の測定条件が使用されている場合にのみ比較してください。

受信感度

受信感度は、受信機が入ってくる超音波圧力を電気信号にどの程度効果的に変換するかを表します。感度を高くすると弱いエコーの検出が向上しますが、システム全体はアンプのノイズ、フィルターの帯域幅、ゲイン、しきい値の設定、電磁干渉にも依存します。

エコー感度と信号対雑音比

エコー感度は、定義されたターゲットおよびテスト配置の下で生成された受信信号を表します。有用な測距システムは、実際のエコーを電気ノイズ、機械振動、直接音響結合、および二次反射から区別する必要があります。

自動利得制御、帯域通過フィルタリング、包絡線検出、相関処理および適応閾値を使用して、エコー認識を改善することができる。

リンギングタイム、ディケイタイム、ブラインドゾーン

送信バーストが終了した後も、トランスデューサーと機械構造は短時間振動を続けます。この残留振動はリンギングまたはリングダウンと呼ばれます。

この回復期間中、近くのターゲットのエコーは、はるかに強い残留送信信号によって隠される可能性があります。対応する最小測定可能距離は、 ブラインド ゾーン, デッド ゾーン または 最小検出距離と呼ばれます。.

一般に、リンギング時間が短いほど、最小検出距離は短くなりますが、最終的なブラインド ゾーンは、回路回復、送信機電圧、ダンピング、しきい値設定、および信号処理方法にも依存します。

ビーム角とサウンドコーン

超音波トランスデューサは、無限に狭い直線ビームを生成しません。メイン ローブと小さなサイド ローブを含む 3 次元サウンド コーンを通じて音響エネルギーを放射します。

ビームが広いと、より広範囲の物体を検出できますが、近くの壁、ブラケット、パイプ、または筐体の表面からの不要な反射も受ける可能性があります。ビームが狭いほど指向性の選択性は向上しますが、より正確なセンサーの位置合わせが必要になります。

静電容量と駆動電圧

圧電超音波トランスデューサは主に容量性電気負荷として動作します。その静電容量は、ドライバー電流、インピーダンス整合、スイッチング損失、共振回路設計に影響を与えます。

印加電圧は、トランスデューサの定格連続およびパルス駆動制限内に維持する必要があります。過剰な駆動電圧は、過熱、減極、機械的損傷、または寿命の短縮を引き起こす可能性があります。

動作温度および保管温度

温度は音速、圧電特性、共振、感度、接着材料、電子部品に影響を与えます。実際のセンサモデルの使用温度範囲と保存温度範囲を確認してください。

超音波測距精度に影響を与える要因

気温

温度は音速を変化させるため、最も重要な環境変数の 1 つです。通常の大気条件に近い乾燥した空気について一般的に使用される近似値は次のとおりです。

音速 ≈ 331.3 + (0.606 × 温度 (°C)) m/s

常に 343 m/s を想定しているシステムでは、実際の温度が変化すると、測定可能な距離誤差が発生する可能性があります。安定した絶対精度が必要なアプリケーションの場合は、音響経路の近くに温度センサーを配置し、音速の計算を更新します。

ターゲットのサイズと表面積

一般に、大きなターゲットは小さなターゲットよりも多くの音響エネルギーを返します。アクティブなサウンドコーンよりも狭いターゲットは、弱いエコーを生成したり、センサーがその背後にある大きなオブジェクトを検出したりする可能性があります。

最大範囲値は通常、指定されたフラット基準ターゲットを使用して測定されます。細いワイヤー、細いパイプ、湾曲した物体、または凹凸のある部品の場合、実用範囲が短くなる場合があります。

ターゲット角度と面の向き

平らで滑らかなターゲットは、その表面がセンサー軸に対してほぼ垂直であるときに最も強いリターンを提供します。表面が傾いている場合、音響エネルギーの多くが受信機から反射される可能性があります。

粗い表面は音を複数の方向に散乱させ、より大きな角度変化を許容する可能性がありますが、返されるエネルギーは予測しにくい可能性があります。

ターゲットの材質と吸音性

金属、ガラス、硬質プラスチック、木材などの硬い表面や穏やかな液体の表面では、有用な反射が生成されることがよくあります。フォーム、厚い生地、綿、緩い断熱材などの柔らかい多孔質または繊維状の素材は、超音波エネルギーを吸収し、検出範囲が狭くなる可能性があります。

超音波は目に見える透明度に依存しないため、透明な物体は多くの場合検出可能です。ただし、滑らかなガラスやプラスチックの表面でも、音をセンサーに向かって反射するには適切な角度が必要です。

ブラインドゾーンと最小測定距離

指定されたブラインドゾーン内にあるオブジェクトは確実に測定できません。センサーは、ターゲットが存在しない、不安定な値、またはリンギングや内部反射によって生成された誤った距離を報告する場合があります。

設置では、最終的なセンサーまたはモジュールのデータシートに記載されている最小検出距離を超えて、予想される最も近いターゲットを維持する必要があります。

風、気流、温度勾配

強い気流は有効な音の経路を変える可能性があり、急激に変化する温度勾配は音波を曲げたり、測定経路に沿った伝播速度を変化させたりする可能性があります。

高精度測距センサーを熱風出口、冷却ファン、蒸気通気口、または急速に変動する熱源のすぐそばに取り付けることは避けてください。

湿気、雨、結露

一般に、適度な湿度は温度ほど影響はありませんが、湿気は依然として音響減衰とセンサーの動作に影響を与える可能性があります。トランスデューサーの表面に水滴、結露、氷、または汚れがあると、音の経路が遮断されたり、歪んだりする可能性があります。

屋外または高湿度の用途では、開放型センサーが環境的に保護されていることを前提とするのではなく、適切に密閉または防水された超音波トランスデューサーを使用する必要があります。

多重反射と近くの構造物

壁、取り付けブラケット、保護カバー、タンクの端、機械のフレームによって、不要なエコーが返される可能性があります。これらの反射は、意図したターゲットのエコーの前または後に到達し、誤った測定を引き起こす可能性があります。

メインのサウンドコーンをクリアな状態に保ち、裸のトランスデューサーのみを評価するのではなく、最終エンクロージャー内の完全なセンサーアセンブリをテストします。

センサー間の超音波クロストーク

複数の超音波センサーが近接して動作する場合、1 つの受信機が別のセンサーから送信されたパルスを検出する可能性があります。これは音響クロストークと呼ばれ、不正確な距離測定値を引き起こす可能性があります。

同期トリガ、連続測定、適切な間隔、物理的音響分離、または符号化された伝送方法を使用して干渉を低減します。

超音波距離測定の精度を向上させる方法

  1. 温度補償を使用します。 音響経路付近の気温を測定し、音速の計算を更新します。

  2. ターゲットをブラインドゾーンの外に置いてください。 最小測定距離は実際の駆動電圧や回路条件でご確認ください。

  3. ターゲットを正しく位置合わせします。 滑らかで平らなターゲットをセンサー軸にできるだけ垂直に配置します。

  4. サウンドコーンをクリアな状態に保ちます。 ブラケット、カバー、筐体の壁が検出フィールドに入らないようにしてください。

  5. バンドパスフィルタリングを使用します。 トランスデューサの動作周波数周辺にフィルタを適用して、広帯域の電気ノイズと音響ノイズを低減します。

  6. デジタル平均化またはメディアン フィルタリングを適用します。 複数の測定により、ランダムなノイズが低減され、孤立した外れ値が排除されます。

  7. 送信機のタイミングを制御します。 次のパルスを送信する前に、前のエコーが消えるまで十分な時間をとってください。

  8. 複数のセンサーを同期します。 センサーを順番にトリガーするか、制御された同期方法を使用してクロストークを低減します。

  9. アセンブリ全体を校正します。 センサー、エンクロージャ、取り付け構造、電子機器を既知の距離で一緒にテストします。

  10. 代表的なターゲットをテストします。 実際のオブジェクトのサイズ、材質、角度、速度、環境条件を使用してパフォーマンスを検証します。

超音波測距センサーの種類

開放型超音波トランスデューサ

オープン型超音波センサーは通常、音響開口部が露出した金属ハウジングを使用します。これらは一般に、屋内電子機器、開発ボード、ロボット、物体検出、およびコスト重視の距離測定システムに選択されます。

これらは効率的な音響伝達を提供しますが、特に指定がない限り、一般に雨、水しぶき、結露、または深刻な汚染に直接さらされるように設計されていません。

防水型超音波センサー

防水または耐候性の超音波トランスデューサは、密閉された前面と保護ハウジングを使用します。これらは、自動車駐車システム、屋外機器、液面測定、セキュリティ製品、ほこりや湿気にさらされる産業用途に適しています。

保護構造により音響特性が変化するため、防水モデルは適切な駆動周波数、電圧、受信回路に適合させる必要があります。

統合型超音波センサーモジュール

統合された超音波測距モジュールは、1 つまたは複数のトランスデューサーと、送信電子機器、受信増幅、信号処理、およびデジタルまたはアナログ出力インターフェイスを組み合わせています。

モジュールを使用するとシステム開発が簡素化されますが、カスタムのトランスデューサベースの回路に比べて内部波形、ゲイン、検出アルゴリズムの制御が少なくなります。

高周波超音波センサー

周波数が高い超音波トランスデューサは波長が短く、より小さな特徴の検出やより特殊な測定をサポートする可能性があります。ただし、一般に高周波音は空気中でより強く減衰するため、実際の感知範囲が狭くなる可能性があります。

周波数は、常に周波数が高いほど優れていると仮定するのではなく、範囲、ターゲットのサイズ、分解能、トランスデューサーの直径、環境減衰、システム帯域幅に従って選択する必要があります。

超音波測距センサーの利点と制限

利点 制限
非接触距離および存在測定 最小検出距離または不感帯がある
多くの透明、暗い、反射する物体を検出できます 柔らかい素材や多孔質の素材は音を吸収する可能性があります
目に見える照明がなくても動作します 滑らかな角度のターゲットはエコーを反射する可能性があります
液体に非接触で液位測定が可能 泡、波、乱流、または蒸気により信頼性が低下する可能性があります
短距離および中距離のアプリケーションにとってコスト効率が高い 正確な測距には温度補償が必要になる場合があります
開放型、防水型、高周波型、一体型モデルを用意 複数のセンサーが相互に干渉する可能性があります
コンパクトで統合された電子システムに最適 近くの構造物により二次反射が発生する可能性があります

超音波センサー vs 赤外線、光電、LiDAR センサー

すべてのアプリケーションに最適な単一のセンシング技術はありません。適切な選択は、ターゲット、必要な距離、応答速度、解像度、照明条件、環境暴露、システムコストによって異なります。

比較 超音波センサー 赤外線または光電センサー LiDAR またはレーザー距離センサー
測定原理 飛行時間の確認 反射光または遮断光 レーザーまたは光学式飛行時間
ターゲットの色感度 全体的に低い 重要な意味を持つ可能性がある 光の反射率に依存
透明なターゲットの検出 適切なターゲット角度で効果的な場合が多い 特殊な光学センサーが必要な場合があります 透明な素材では難しい場合があります
ビームサイズ 比較的広い音円錐 通常は狭い 非常に狭いスポットまたは走査ビーム
応答速度 音の移動時間による制限 全体的に速い 全体的に速い
主な環境問題 温度、気流、吸収、音響反射 周囲の光、ほこり、色、光学的汚染 光学的汚染、反射率、曇り、およびコスト
代表的な強度 さまざまな材質を確実に非接触検出 高速物体検出と正確な光スポット 長距離、狭いビーム、高い空間精度

超音波測距センサーの一般的な用途

ロボットの障害物の検出とナビゲーション

移動ロボット、無人搬送車、サービス ロボット、教育プラットフォームは、超音波センサーを使用して、物理的接触なしに壁、機器、人、その他の障害物を検出します。

自動車駐車支援

車のバンパーに取り付けられた防水超音波トランスデューサーは、近くの障害物までの距離を測定し、駐車警告システム、低速操縦、および接近警報をサポートします。

液面測定

下向きの超音波レベルセンサーは、センサーから液体表面までの距離を測定します。タンクの寸法とセンサーの位置がわかっている場合、コントローラーは残りの液体の高さを計算できます。

泡、蒸気、撹拌、傾斜した液面、およびタンクの内部構造は、適用テスト中に評価する必要があります。

産業用物体の検出

超音波センサーは、コンベア上の製品の検出、積み重ねの高さの監視、部品の存在の確認、容器の数の確認、標準の光学センサーでは困難な透明なボトルやフィルムの検出を行うことができます。

自動ドアとセキュリティシステム

超音波検出は、可視照明を必要とせずに、ドア、入り口、立ち入り禁止エリア、警報システム付近の動きや存在を識別できます。

ドローンの高度と着陸支援

短距離超音波センサーは、低空でのホバリングまたは着陸中にドローンと地面の間の距離を測定できます。ローターの空気の流れ、表面角度、草や音の干渉を考慮する必要があります。

スマート家電と衛生機器

超音波近接検出は、ディスペンサー、家庭用電化製品、コントロールパネル、ゴミ箱、および非接触起動やレベル監視を必要とするその他の製品に統合できます。

超音波測距センサーの選択方法

適切な超音波センサーを選択するには、周波数を選択するだけでは不十分です。音響、電気、機械の設計を一緒に評価できるように、完全なアプリケーション条件をサプライヤーに提供してください。

選択項目 確認事項
測定範囲 ターゲットの最小距離と最大距離はどれくらいですか?
ターゲット ターゲットの材質、大きさ、形状、角度、移動速度はどれくらいですか?
頻度 40 kHz は必要な範囲とターゲットのサイズに適していますか?
ビーム角 広い検出エリアまたは狭い指向性ビームが必要ですか?
環境 センサーは雨、結露、ほこり、化学物質、風、または極端な温度にさらされますか?
精度と分解能 アプリケーションはどのような測定誤差と再現性を許容できますか?
応答時間 システムはどれくらい早くターゲットを検出または追跡する必要がありますか?
電気インターフェース 裸のトランスデューサ、送信機と受信機のペア、アナログ出力、またはデジタルモジュールが必要ですか?
駆動回路 どのような電圧、バースト波形、アンプ、および受信機のアーキテクチャが使用されますか?
機械設計 必要な直径、高さ、端子、ケーブル、コネクタ、取り付け方法は何ですか?
数量とカスタマイズ 試作品の数量、年間生産量、カスタムパフォーマンスの要件は何ですか?

超音波センサー設置チェックリスト

  • サウンドコーン全体をエンクロージャの壁や取り付けブラケットから遠ざけてください。

  • 音響開口部を通常のプラスチック、厚い布地、または不適切なメッシュで覆わないでください。

  • 最も近いターゲットを指定されたデッド ゾーンの外側に保ちます。

  • 滑らかなターゲットを検出軸に対してできるだけ垂直に揃えます。

  • センサーをモーター、ポンプ、または機械的アクチュエーターの近くに取り付ける場合は、防振を使用してください。

  • 高電流のスイッチング配線やノイズの多い電源回路を受信機の入力から遠ざけてください。

  • 弱いエコー信号に対しては、適切な接地、シールド、フィルタリングを使用してください。

  • 水、氷、油、またはひどい汚れがトランスデューサの表面に溜まらないようにしてください。

  • 隣接する超音波センサーを順番にトリガーして、音響干渉を軽減します。

  • センサーを最終製品のハウジングに取り付けた後、センサーを校正および検証します。

Manorshi の 40 kHz 超音波センサーの選択

Manorshi は、メーカー、エレクトロニクス開発者、産業機器サプライヤー向けに、オープンタイプ、防水、高周波、駐車支援、レベルセンシング超音波製品を提供しています。

利用可能な評価パラメータには、中心周波数、音圧レベル、受信感度、ビーム角度、静電容量、呼び出し時間、動作温度、ハウジング寸法、端子、リード線、環境保護が含まれます。

を表示します。 40 kHz 防水超音波送受信機 または完全な製品を参照する マノーシ超音波センサー範囲.

新しいアプリケーションの場合は、必要な測定範囲、ターゲット材料、動作環境、供給電圧、ビーム角度、寸法、年間数量、および予想される生産量を提供します。 Manorshi にお問い合わせください。 センサーの選択、サンプル、またはカスタマイズされた超音波トランスデューサーの要件については、

超音波測距センサーに関するよくある質問

超音波測距センサーとは何ですか?

超音波測距センサーは、超音波パルスを放射し、反射エコーを検出し、音の往復伝播時間からターゲットまでの距離を計算する非接触デバイスです。

超音波距離測定式とは何ですか?

基本的な式は 、距離 = エコー時間 × 音速 ÷ 2です。測定時間にはターゲットまでの往路と受信機までの復路が含まれるため、計算は 2 で割られます。

多くの超音波測距センサーの定格が 40 kHz であるのはなぜですか?

40 キロヘルツは、トランスデューサのサイズ、音響出力、空気減衰、コンポーネントの入手可能性、および短距離から中距離の検出の間で実用的なバランスを提供します。これは一般的ですが、すべてのアプリケーションに適しているわけではありません。

超音波センサーと超音波トランスデューサーの違いは何ですか?

超音波トランスデューサは、電気エネルギーを超音波に、または超音波を電気信号に変換する電気機械部品です。超音波センサーは、トランスデューサー単体を指す場合もあれば、トランスデューサー、ドライバー、受信機、および信号処理電子機器を含む完全なモジュールを指す場合もあります。

超音波センサーのブラインドゾーンとは何ですか?

ブラインド ゾーンは、信頼性の高い距離測定が不可能なセンサー前の最小限の領域です。これは主に、トランスデューサのリンギング、回路の回復時間、および密接なエコーを隠す強力な送信信号によって引き起こされます。

温度は超音波距離測定にどのような影響を与えますか?

温度は空気中の音速を変化させます。実際の温度が変化する一方で計算に固定の音速が使用される場合、報告される距離には比例誤差が含まれます。温度補償により絶対精度が向上します。

超音波センサーは透明なガラスやプラスチックを検出できますか?

はい。超音波センシングは可視光の反射に依存しないため、多くの透明な物質を検出できます。ただし、音響エコーが受信機に戻るように、滑らかな透明な表面を適切な角度で配置する必要があります。

超音波センサーは柔らかい素材を検出できますか?

検出は可能かもしれませんが、柔らかく、多孔質で、繊維状の素材は超音波エネルギーを吸収し、弱いエコーを生成する可能性があります。有効範囲は、実際の材質、厚さ、表面状態を使用してテストする必要があります。

超音波測距センサーは液体レベルを測定できますか?

はい。タンク上部にセンサーを設置し、液体に触れずに液面までの距離を測定できます。一般に、穏やかな表面は、泡立っている表面、乱流の表面、斜めの表面、または蒸気で覆われた表面よりも良い結果が得られます。

ターゲットの色は超音波センサーに影響しますか?

超音波センサーは可視光ではなく音を使用するため、通常、ターゲットの色は直接的な影響をほとんど与えません。通常は、表面の角度、硬度、サイズ、質感、吸音性の方が重要です。

超音波センサーは暗闇、塵、霧の中でも機能しますか?

暗闇は超音波検知に影響しません。中程度の塵や霧は光学センサーほど影響は少ないかもしれませんが、重い塵、水滴、結露、またはトランスデューサの表面を覆う物質によっては、依然としてパフォーマンスが低下する可能性があります。

超音波センサーは真空中でも動作しますか?

いいえ、超音波は機械波であり、伝播するには空気、気体、液体、固体などの媒体が必要です。従来の空気結合型超音波測距センサーは真空中では動作できません。

超音波センサーの測定値が不安定になるのはなぜですか?

一般的な原因としては、ブラインド ゾーン内のターゲット、弱い音響反射、角度がついたターゲットや移動するターゲット、近くの構造エコー、電気ノイズ、温度変化、気流、トランスデューサーの汚染、他の超音波センサーからの干渉などが挙げられます。

複数の超音波センサーを干渉せずに動作させるにはどうすればよいでしょうか?

センサーを順番にトリガーし、送信された各パルスとそのエコーが減衰するまで十分な時間を確保してから、次のセンサーをアクティブにします。同期、間隔、音響分離、およびコード化された信号によってもクロストークを低減できます。

超音波距離センサーにはどのビーム角度を選択すればよいですか?

ターゲットの位置が変化する場合や、より広い検出エリアが必要な場合は、より広いビームを選択してください。近くの物体を除外する必要がある場合、またはより指向性の高い測定が必要な場合は、より狭いビームを選択してください。 1 つの公称角度だけではなく、完全なサウンドコーン応答を評価します。

超音波センサーは開放型と防水型どちらが良いのでしょうか?

オープンタイプのセンサーは、保護された屋内用途に適しており、効率的な音響性能を提供できます。防水センサーは、自動車、屋外、液面または高湿度の環境に適しています。正しい選択は、環境への曝露、範囲、機械的要件によって異なります。

カスタム超音波センサーにはどのような情報が必要ですか?

中心周波数、測定範囲、ターゲットの詳細、必要なビーム角度、送信音圧、受信感度、駆動電圧、回路形式、動作温度、防水要件、寸法、取り付け方法、端子、ケーブル長、コネクタ、認証要件、年間発注数量を提供します。

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