Pontos a serem observados ao escolher um sensor de alcance ultrassônico

Escolher o sensor de alcance ultrassônico certo pode ser uma tarefa assustadora, especialmente com a infinidade de opções disponíveis no mercado. Sensores ultrassônicos são dispositivos que usam ondas sonoras para detectar e medir a distância, tornando -os ideais para várias aplicações, como robótica, sistemas automotivos e automação industrial. Este artigo tem como objetivo guiá -lo através dos pontos essenciais a serem considerados ao selecionar um sensor de alcance ultrassônico para o seu projeto.

Tipos de sensores ultrassônicos

Os sensores ultrassônicos podem ser amplamente classificados em duas categorias:

• Sensores de detecção de proximidade:

  Esses sensores detectam a presença de um objeto dentro de um intervalo especificado sem medir a distância exata.

• Sensores de medição de distância:

  Esses sensores medem com precisão a distância a um objeto e fornecem saída na forma de dados de distância.

  
  

Critérios para escolher sensores ultrassônicos

A seleção do sensor ultrassônico correto depende dos requisitos específicos do seu projeto. Compreender os diferentes fatores que influenciam o desempenho de um sensor o ajudarão a tomar uma decisão informada.

Fatores a serem considerados

Para escolher o sensor de alcance ultrassônico certo, considere os seguintes fatores:

1. Faixa de detecção: o intervalo de detecção refere -se às distâncias mínimas e máximas nas quais o sensor pode detectar com precisão objetos. Escolha um sensor com um intervalo de detecção que atenda aos requisitos do seu aplicativo.

2. Precisão e resolução: a precisão representa o quão próximo a medição do sensor corresponde à distância real, enquanto a resolução se refere à menor mudança detectável na distância. Considere um sensor com alta precisão e resolução para aplicações que exigem medições precisas.

3. Ângulo do feixe: o ângulo do feixe é a largura do cone de som emitido pelo sensor. Um ângulo de feixe estreito fornece melhor discriminação de objetos e faixa de sensor mais longa, enquanto um ângulo de feixe mais largo aumenta o campo de visão do sensor. Escolha um ângulo de feixe que melhor se adapte ao seu aplicativo.

4. Fatores ambientais: temperatura, umidade e pressão do ar podem afetar o desempenho de sensores ultrassônicos. Selecione um sensor que possa operar de maneira confiável nas condições ambientais do seu aplicativo.

5. Frequência: A frequência de um sensor ultrassônico determina a velocidade da propagação do som e a resolução da medição. Frequências mais altas oferecem melhor resolução, mas têm uma faixa de detecção mais curta, enquanto as frequências mais baixas fornecem uma faixa mais longa com menor resolução. Escolha um sensor com uma frequência adequada para o seu aplicativo.

6. Tempo de resposta: o tempo de resposta é o tempo gasto pelo sensor para atualizar sua saída após a detecção de uma alteração na distância. Os tempos de resposta mais rápidos são essenciais para aplicações que requerem medições em tempo real, como evitar obstáculos na robótica.

7. Tipo de saída: os sensores ultrassônicos podem ter saídas analógicas, digitais ou serial. Escolha um sensor com um tipo de saída compatível com os requisitos do seu sistema.

8. Opções de montagem: considere as opções de montagem disponíveis e verifique se o sensor pode ser facilmente instalado no local desejado.

9. Consumo de energia: O consumo de energia é um fator essencial para aplicações movidas a bateria. Escolha um sensor com baixo consumo de energia para estender a duração da bateria e minimizar o uso de energia.

   
   

Aplicações comuns

Os sensores de alcance ultrassônico são amplamente utilizados em vários setores e aplicações, incluindo:

1. Robótica: detecção e evitação de obstáculos, medição de distância e navegação.

2. Sistemas automotivos: assistência ao estacionamento, detecção de ponto cego e prevenção de colisões.

3. Automação industrial: controle de nível, detecção de objetos e manuseio de materiais.

4. Sistemas de segurança: detecção de intrusões, controle de acesso e monitoramento de perímetro.

5. Dispositivos médicos: monitoramento do nível de fluido e medição da taxa de fluxo.

Conclusão

Selecionar o sensor de alcance ultrassônico certo é crucial para o sucesso do seu projeto. Ao considerar fatores como intervalo de detecção, precisão, resolução, ângulo de feixe, fatores ambientais, frequência, tempo de resposta, tipo de saída, opções de montagem e consumo de energia, você pode tomar uma decisão informada e escolher o melhor sensor para sua aplicação.

Perguntas frequentes

1. Os sensores ultrassônicos podem detectar todos os tipos de materiais? Os sensores ultrassônicos podem detectar a maioria dos materiais, mas seu desempenho pode variar dependendo da composição do material, textura da superfície e geometria. Em geral, superfícies duras e planas fornecem melhores reflexões para ondas ultrassônicas.

   
   

2. Como a temperatura afeta o desempenho de sensores ultrassônicos? A temperatura afeta a velocidade do som no ar, o que pode afetar a precisão das medições de distância. Alguns sensores ultrassônicos vêm com compensação de temperatura embutida para manter a precisão em temperaturas variadas.

   
   

3. Qual é a diferença entre sensores ultrassônicos e sensores infravermelhos para medição da distância? Os sensores ultrassônicos usam ondas sonoras para medir a distância, enquanto os sensores infravermelhos dependem de ondas leves. Os sensores ultrassônicos são geralmente mais precisos e menos afetados por fatores ambientais, como luz ou cor ambiente, enquanto os sensores infravermelhos podem ter tempos de resposta mais rápidos.

   
   

4. Os sensores ultrassônicos são adequados para aplicações ao ar livre? Os sensores ultrassônicos podem ser usados ​​ao ar livre, mas seu desempenho pode ser afetado por fatores ambientais, como temperatura, umidade e pressão do ar. Certifique -se de que o sensor escolhido seja classificado para uso externo e possa suportar as condições ambientais específicas do seu aplicativo.

   
   

5. Os sensores ultrassônicos exigem uma linha de visão para detectar objetos? Sim, os sensores ultrassônicos exigem uma linha de visão clara para detectar objetos, pois as ondas sonoras precisam viajar diretamente para o objeto e voltar ao sensor. Obstruções entre o sensor e o objeto podem causar leituras imprecisas ou detecções falsas.

O princípio e a estrutura dos sensores de alcance ultrassônico modernos variam muito. Como selecionar um sensor razoavelmente de acordo com o objetivo de medição específico, o objeto de medição e o ambiente de medição é o primeiro problema a ser resolvido ao executar uma certa quantidade de medição. Depois que o sensor ultrassônico é determinado, o método de medição correspondente e o equipamento de medição podem ser determinados. O sucesso ou falha dos resultados da medição depende em grande parte se a escolha de sensores de alcance ultrassônico é razoável. Este artigo apresenta principalmente vários parâmetros que geralmente são observados ao selecionar um sensor de alcance ultrassônico, apenas para referência.

1) Determine o tipo de sensor ultrassônico (a seguir o sensor substituirá o sensor de alcance ultrassônico) de acordo com o objeto de medição e o ambiente de medição

   Para realizar um trabalho de medição específico, devemos primeiro considerar qual princípio é usado para resolver esse problema, que precisa ser determinado após a análise de muitos fatores. Como, mesmo ao medir a mesma quantidade física, existem vários princípios de sensores para escolher, qual princípio do sensor é mais adequado, você precisa considerar os seguintes problemas específicos de acordo com as características do medido e as condições de uso do sensor: o tamanho da faixa; Os requisitos da posição medida no volume do sensor; se o método de medição é contato ou não contato; o método de extração de sinal, medição com fio ou sem contato; A fonte do sensor, seja doméstica ou importada, seja o preço que pode suportar ou desenvolver por si só. Depois de considerar os problemas acima, você pode determinar qual tipo de sensor escolher e, em seguida, considere os indicadores de desempenho específicos do sensor.

2) Seleção de sensibilidade do sensor de alcance ultrassônico

   Geralmente, na faixa linear do sensor, quanto maior a sensibilidade do sensor, melhor. Porque somente quando a sensibilidade é alta, o valor do sinal de saída correspondente à alteração medido é relativamente grande, o que é propício ao sinal para processar. No entanto, deve -se notar que a sensibilidade do sensor é alta e o ruído externo que não está relacionado à medição também é facilmente misturado e também será amplificado pelo sistema de amplificação, que afeta a precisão da medição. Portanto, é necessário que o próprio sensor tenha uma alta relação sinal / ruído para minimizar os sinais de interferência introduzidos de fora. A sensibilidade do sensor é direcional. Quando o valor medido é um único vetor e a direcionalidade é alta, você deve selecionar um sensor com baixa sensibilidade em outras direções. Se o valor medido for um vetor multidimensional, quanto menor a sensibilidade cruzada do sensor, melhor.

3) Características de resposta de frequência de sensores de alcance ultrassônico

   A característica da resposta da frequência do sensor determina a faixa de frequência ser medida. Ele deve manter condições de medição não distorcidas dentro da faixa de frequência permitida. De fato, a resposta do sensor sempre tem um certo atraso. Quanto menor o tempo de atraso, melhor. A resposta de frequência do sensor é alta e a faixa de frequência do sinal mensurável é ampla. No entanto, devido à influência das características estruturais, a inércia do sistema mecânica é grande. A frequência do sinal mensurável do sensor com baixa frequência é baixa. Na medição dinâmica, as características da resposta devem basear-se nas características do sinal (estado estacionário, transitório, aleatório etc.), de modo a evitar erros de incêndio excessivos

4) A faixa linear de sensor de alcance ultrassônico

   A faixa linear do sensor refere -se ao intervalo em que a saída é proporcional à entrada. Em teoria, dentro desse intervalo, a sensibilidade permanece constante. Quanto maior a faixa linear do sensor, maior o intervalo, e pode garantir certa precisão de medição. Ao selecionar um sensor, quando o tipo de sensor é determinado, é necessário primeiro ver se seu intervalo atende aos requisitos. Mas, de fato, nenhum sensor pode garantir a linearidade absoluta e sua linearidade também é relativa. Quando a precisão da medição necessária é relativamente baixa, dentro de um determinado intervalo, o sensor com pequeno erro não linear pode ser considerado linear, o que trará grande conveniência à medição.

5) Estabilidade do sensor de alcance ultrassônico

   Depois que um sensor é usado por um período de tempo, sua capacidade de manter seu desempenho inalterada é chamada de estabilidade. Além da estrutura do próprio sensor, os fatores que afetam a estabilidade a longo prazo do sensor são principalmente o ambiente de uso do sensor (o ambiente de uso é um link muito importante. Para selecionar com precisão o sensor de alcance ultrassônico, entre em contato com a equipe da nossa empresa). Portanto, para fazer com que o sensor tenha boa estabilidade, o sensor deve ter uma forte capacidade de se adaptar ao meio ambiente. Antes de selecionar um sensor, o ambiente em que é usado deve ser investigado e o sensor apropriado deve ser selecionado de acordo com o ambiente de uso específico, ou medidas apropriadas devem ser tomadas para reduzir o impacto ambiental. Existem indicadores quantitativos para a estabilidade do sensor. Após o período de uso, a calibração deve ser recalibrada antes do uso para determinar se o desempenho do sensor mudou. Em algumas situações em que o sensor pode ser usado por um longo tempo e não pode ser facilmente substituído ou calibrado, a estabilidade do sensor selecionada é mais rigorosa e deve ser capaz de suportar o teste por um longo tempo.

Especificação

6) Precisão do sensor de alcance ultrassônico

   A precisão é um importante índice de desempenho do sensor, é um link importante relacionado à precisão da medição de todo o sistema de medição. Quanto maior a precisão do sensor, mais caro é. Portanto, desde que a precisão do sensor atenda aos requisitos de precisão de todo o sistema de medição, ele não precisa ser selecionado muito alto. Dessa forma, é possível selecionar um sensor mais barato e mais simples entre muitos sensores que atendem ao mesmo objetivo de medição. Se o objetivo da medição for uma análise qualitativa, use um sensor com alta precisão de repetição. Não é apropriado usar um sensor com alta precisão de valor absoluto. Se for para análise quantitativa, os valores de medição precisos devem ser obtidos e um sensor com um nível de precisão que atenda aos requisitos deve ser selecionado.