초음파 센서는 어떻게 작동하나요?

초음파 센서는 초음파 신호를 다른 에너지 신호(보통 전기 신호)로 변환하여 센서에서 대상 물체까지의 거리를 측정하는 장치입니다.초음파는 진동 주파수가 20KHz보다 높은 기계적 파동으로 고주파, 단파장, 작은 회절 현상, 특히 지향성이 좋은 특성을 가지며 광선이 되어 방향성으로 전파될 수 있습니다.

초음파 센서는 초음파 거리 센서로 사용하여 대상 물체의 거리를 측정하고, 40khz 세라믹 변환기(송신기)에 전기 신호를 인가하여 초음파를 전송하고 변환하여 물체의 존재 여부와 움직임을 감지합니다. 소리를 전기적 신호로 반사합니다(그림 참조).

한 쌍의 초음파 센서는 별도의 장치로 사용 가능하거나 단일 장치로 함께 내장된 송신기와 수신기로 구성됩니다.아래 이미지는 Manorshi 40KHz 초음파 송신기 및 수신기를 보여줍니다. (Manorshi 웹 사이트에서 자세한 정보를 찾을 수 있습니다. www.manorshi.com )

초음파 센서의 작동

초음파 송신기는 원뿔형 금속 시트가 부착된 압전 세라믹 크리스탈을 사용합니다.압전 세라믹에 전압이 가해지면 지속적인 팽창과 수축을 통해 진동합니다.결과적으로 압전재료의 특성상 공진기의 원추형 모양으로 인해 직선으로 전파되는 초음파가 발생하게 된다.

초음파 수신기는 정반대의 개념으로 작동합니다.초음파가 공진기를 통과하면 연결된 진동자(금속판)가 진동합니다.압전 세라믹 디스크의 진동을 진동자에 부착시켜 압전 세라믹 소재의 특성에 따라 전류를 발생시킵니다.이 전류는 두 개의 외부 리드에서 추가로 가져옵니다.

간단히 말해서, 초음파 센서는 초음파를 전송하고 수신할 수 있습니다.초음파를 전송할 때 전기 에너지를 초음파로 변환합니다.에코를 수신하면 초음파의 진동을 전기 신호로 변환하므로 '초음파 변환기'라고 합니다.

초음파 센서의 성능 특성

원형 압전 웨이퍼의 구조적 특성으로 인해 방출되는 초음파는 특정 방향성을 가지며 빔의 단면이 타원과 유사하므로 감지 범위가 제한됩니다.수평면의 감지 각도는 120도, 수직면의 감지 각도는 60도입니다.

초음파 센서의 특징

1. 구조가 간단하고 제조가 편리하다.

2. 환경 전자기장의 영향을 쉽게 받지 않습니다.

3. 초음파는 빛과 색상에 민감하지 않으며 투명하고 반사율이 낮은 물체를 식별하는 데 사용할 수 있습니다.