Pri výbere ultrazvukového snímača ukazuje, že pri výbere ultrazvukového

Výber správneho ultrazvukového senzora môže byť skľučujúcou úlohou, najmä s množstvom možností dostupných na trhu. Ultrazvukové senzory sú zariadenia, ktoré používajú zvukové vlny na detekciu a meranie vzdialenosti, vďaka čomu sú ideálne pre rôzne aplikácie, ako sú robotika, automobilové systémy a priemyselná automatizácia. Cieľom tohto článku je usmerniť vás základnými bodmi, ktoré je potrebné zvážiť pri výbere ultrazvukového senzora pre váš projekt.

Typy ultrazvukových senzorov

Ultrazvukové senzory môžu byť široko klasifikované do dvoch kategórií:

• Senzory detekcie blízkosti:

  Tieto senzory detekujú prítomnosť objektu v špecifikovanom rozsahu bez merania presnej vzdialenosti.

• Senzory merania vzdialenosti:

  Tieto senzory presne zmerajú vzdialenosť od objektu a poskytujú výstup vo forme údajov o vzdialenosti.

  
  

Kritériá pre výber ultrazvukových senzorov

Výber správneho ultrazvukového snímača závisí od konkrétnych požiadaviek vášho projektu. Pochopenie rôznych faktorov, ktoré ovplyvňujú výkon senzora, vám pomôže urobiť informované rozhodnutie.

Faktory, ktoré treba zvážiť

Ak si chcete zvoliť správny ultrazvukový senzor, zvážte tieto faktory:

1. Snímací rozsah: Rozsah snímania sa vzťahuje na minimálne a maximálne vzdialenosti, v rámci ktorých môže senzor presne detekovať objekty. Vyberte senzor s rozsahom snímania, ktorý zodpovedá požiadavkám vašej aplikácie.

2. Presnosť a rozlíšenie: Presnosť predstavuje, ako úzko meranie senzora zodpovedá skutočnej vzdialenosti, zatiaľ čo rozlíšenie sa týka najmenšej zistiteľnej zmeny vzdialenosti. Zvážte senzor s vysokou presnosťou a rozlíšením pre aplikácie, ktoré vyžadujú presné merania.

3. Uhol lúča: Uhol lúča je šírka zvukového kužeľa emitovaného snímačom. Úzky uhol lúča poskytuje lepšiu diskrimináciu objektov a dlhší rozsah snímania, zatiaľ čo širší uhol lúča zvyšuje zorné pole senzora. Vyberte si uhol lúča, ktorý najlepšie vyhovuje vašej aplikácii.

4. Faktory prostredia: Teplota, vlhkosť a tlak vzduchu môžu ovplyvniť výkon ultrazvukových senzorov. Vyberte senzor, ktorý môže spoľahlivo fungovať za podmienok prostredia vašej aplikácie.

5. Frekvencia: Frekvencia ultrazvukového senzora určuje rýchlosť šírenia zvuku a rozlíšenie merania. Vyššie frekvencie ponúkajú lepšie rozlíšenie, ale majú kratší rozsah snímania, zatiaľ čo nižšie frekvencie poskytujú dlhší rozsah s nižším rozlíšením. Vyberte senzor s vhodnou frekvenciou pre vašu aplikáciu.

6. Čas odozvy: Čas odozvy je čas, ktorý senzor potrebuje na aktualizáciu jeho výstupu po zistení zmeny vzdialenosti. Rýchlejšie časy odozvy sú nevyhnutné pre aplikácie, ktoré si vyžadujú merania v reálnom čase, ako napríklad vyhýbanie sa prekážkam v robotike.

7. Typ výstupu: Ultrazvukové senzory môžu mať analógové, digitálne alebo sériové výstupy. Vyberte senzor s výstupným typom, ktorý je kompatibilný s požiadavkami vášho systému.

8. Možnosti montáže: Zvážte dostupné možnosti montáže a uistite sa, že senzor sa dá ľahko nainštalovať do požadovaného umiestnenia.

9. Spotreba energie: Spotreba energie je nevyhnutným faktorom pre aplikácie napájané z batérie. Vyberte senzor s nízkou spotrebou energie, aby ste predĺžili výdrž batérie a minimalizovali spotrebu energie.

   
   

Bežné aplikácie

Senzory ultrazvukových rozsahov sa široko používajú v rôznych odvetviach a aplikáciách vrátane:

1. Robotika: Detekcia prekážok a vyhýbanie sa, meranie vzdialenosti a navigácia.

2. Automobilové systémy: Parkovacia pomoc, detekcia slepých škvŕn a vyhýbanie sa zrážkam.

3. Priemyselná automatizácia: riadenie úrovne, detekcia objektov a manipulácia s materiálom.

4. Bezpečnostné systémy: Detekcia vniknutia, riadenie prístupu a monitorovanie obvodu.

5. Zdravotnícke pomôcky: Monitorovanie hladiny tekutiny a meranie prietoku.

Záver

Výber správneho ultrazvukového senzora je rozhodujúci pre úspech vášho projektu. Zvažovaním faktorov, ako je rozsah snímania, presnosť, rozlíšenie, uhol lúča, faktory životného prostredia, frekvencia, čas odozvy, typ výstupu, možnosti montáže a spotreba energie, môžete urobiť informované rozhodnutie a zvoliť pre vašu aplikáciu najlepší senzor.

Časté otázky

1. Môžu ultrazvukové senzory zistiť všetky typy materiálov? Ultrazvukové senzory dokážu detekovať väčšinu materiálov, ale ich výkon sa môže líšiť v závislosti od zloženia materiálu, povrchovej textúry a geometrie. Všeobecne platí, že tvrdé a ploché povrchy poskytujú lepšie odrazy pre ultrazvukové vlny.

   
   

2. Ako teplota ovplyvňuje výkon ultrazvukových senzorov? Teplota ovplyvňuje rýchlosť zvuku vo vzduchu, ktorá môže ovplyvniť presnosť merania vzdialenosti. Niektoré ultrazvukové senzory sa dodávajú so vstavanou kompenzáciou teploty, aby sa udržala presnosť v rôznych teplotách.

   
   

3. Aký je rozdiel medzi ultrazvukovými senzormi a infračervenými senzormi na meranie vzdialenosti? Ultrazvukové senzory používajú na meranie vzdialenosti zvukové vlny, zatiaľ čo infračervené senzory sa spoliehajú na svetelné vlny. Ultrazvukové senzory sú vo všeobecnosti presnejšie a menej ovplyvnené environmentálnymi faktormi, ako je okolité svetlo alebo farba, zatiaľ čo infračervené senzory môžu mať rýchlejšie časy odozvy.

   
   

4. Sú ultrazvukové senzory vhodné pre vonkajšie aplikácie? Ultrazvukové senzory sa môžu používať vonku, ale ich výkon môže byť ovplyvnený environmentálnymi faktormi, ako je teplota, vlhkosť a tlak vzduchu. Uistite sa, že senzor, ktorý si vyberiete, je hodnotený pre vonkajšie použitie a vydrží konkrétne podmienky prostredia vašej aplikácie.

   
   

5. Vyžadujú ultrazvukové senzory na detekciu predmetov? Áno, ultrazvukové senzory vyžadujú na detekciu objektov jasnú líniu zraku, pretože zvukové vlny musia cestovať priamo k objektu a späť k senzora. Prekážky medzi senzorom a objektom môžu spôsobiť nepresné hodnoty alebo falošné detekcie.

Princíp a štruktúra moderných ultrazvukových senzorov sa veľmi líšia. Ako primerane zvoliť senzor podľa konkrétneho účelu merania, objektu merania a meracie prostredie je prvým problémom, ktorý sa má vyriešiť pri vykonávaní určitého množstva merania. Po stanovení ultrazvukového senzora je možné stanoviť metódu merania a zariadenia na meranie. Úspech alebo zlyhanie výsledkov merania do veľkej miery závisí od toho, či je primeraný výber ultrazvukových senzorov. Tento článok predstavuje hlavne niekoľko parametrov, ktoré sa všeobecne zaznamenávajú pri výbere ultrazvukového snímača, iba pre referenciu.

1) Určite typ ultrazvukového senzora (ďalej len senzor nahradí ultrazvukový snímač Ranging) podľa objektu merania a merania

   Aby sme vykonali špecifické meracie práce, musíme najprv zvážiť, aký princíp sa používa na vyriešenie tohto problému, ktorý je potrebné určiť po analýze mnohých faktorov. Pretože aj pri meraní rovnakého fyzikálneho množstva existuje viac zásad senzorov, z ktorých si môžete vybrať, z ktorého princípu senzora je vhodnejší, musíte zvážiť nasledujúce konkrétne problémy podľa charakteristík nameraných a podmienok použitia senzora: veľkosť rozsahu; Požiadavky meranej polohy na objeme snímača; či je metóda merania kontakt alebo nekontakt; metóda extrakcie signálu, káblové alebo nekontaktné meranie; Zdroj senzora, či už je domáci alebo dovážaný, či cena môže osvojiť alebo vyvinula sama o sebe. Po zvážení vyššie uvedených problémov môžete určiť, ktorý typ senzora si vybrať, a potom zvážiť konkrétne ukazovatele výkonnosti senzora.

2) Výber citlivosti ultrazvukového snímača

   Všeobecne platí, že v lineárnom rozsahu senzora, čím vyššia je citlivosť senzora, tým lepšia. Pretože iba vtedy, keď je citlivosť vysoká, je hodnota výstupného signálu zodpovedajúci nameranej zmene relatívne veľká, čo vedie k signálu na spracovanie. Malo by sa však poznamenať, že citlivosť senzora je vysoká a vonkajší hluk, ktorý nesúvisí s meraním, sa tiež ľahko premieša a bude tiež zosilnený systémom amplifikačného systému, ktorý ovplyvňuje presnosť merania. Preto je potrebné, aby samotný senzor mal vysoký pomer signálu k šumu, aby sa minimalizovali interferenčné signály zavedené zvonku. Citlivosť senzora je smerová. Ak je nameraná hodnota jedným vektorom a smerom je vysoká, mali by ste vybrať senzor s nízkou citlivosťou v iných smeroch. Ak je nameraná hodnota viacrozmerným vektorom, čím menšia je krížová senzitivita senzora, tým lepšia.

3) Charakteristiky frekvenčnej odozvy ultrazvukových senzorov

   Charakteristika frekvenčnej odozvy senzora určuje meraný rozsah frekvencie. Musí udržiavať narušené podmienky merania v rámci povoleného frekvenčného rozsahu. V skutočnosti má reakcia senzora vždy určité oneskorenie. Čím kratší čas oneskorenia, tým lepšie. Frekvenčná odozva senzora je vysoká a frekvenčný rozsah merateľného signálu je široký. Z dôvodu vplyvu štrukturálnych charakteristík je však zotrvačnosť mechanického systému veľká. Frekvencia merateľného signálu senzora s nízkou frekvenciou je nízka. Pri dynamickom meraní by charakteristiky odozvy mali byť založené na charakteristikách signálu (v ustálenom stave, prechodné, náhodné atď.), Aby sa predišlo nadmerným chybám požiaru

4) Lineárny rozsah ultrazvukového snímača

   Lineárny rozsah senzora sa týka rozsahu, v ktorom je výstup úmerný vstupu. Teoreticky v tomto rozsahu zostáva citlivosť konštantná. Čím širší je lineárny rozsah senzora, tým väčší je rozsah a môže zabezpečiť určitú presnosť merania. Pri výbere senzora, keď je určený typ senzora, je najprv potrebné zistiť, či jeho rozsah spĺňa požiadavky. V skutočnosti však žiadny senzor nemôže zaručiť absolútnu linearitu a jej linearita je tiež relatívna. Ak je požadovaná presnosť merania relatívne nízka, v určitom rozsahu sa senzor s malou nelineárnou chybou môže považovať za lineárny, čo prinesie veľké pohodlie pri meraní.

5) Stabilita ultrazvukového snímača

   Po tom, čo sa senzor používa na určitý čas, jeho schopnosť udržať jej výkon sa nezmení stabilita. Okrem štruktúry samotného senzora sú faktory, ktoré ovplyvňujú dlhodobú stabilitu senzora, predovšetkým prostredie používania senzora (prostredie použitia je veľmi dôležité spojenie. Na presný výber ultrazvukového senzora sa obráťte na našich zamestnancov spoločnosti). Preto, aby mal senzor dobrú stabilitu, musí mať senzor silnú schopnosť prispôsobiť sa životnému prostrediu. Pred výberom senzora by sa malo preskúmať prostredie, v ktorom sa používa, a malo by sa prijať príslušný senzor podľa konkrétneho prostredia použitia alebo by sa malo prijať vhodné opatrenia na zníženie vplyvu na životné prostredie. Existujú kvantitatívne ukazovatele pre stabilitu senzora. Po prekročení obdobia použitia by sa mala kalibrácia pred použitím opätovne kalibrovať, aby sa určilo, či sa výkon senzora zmenil. V niektorých situáciách, keď sa senzor môže používať po dlhú dobu a nedá sa ľahko vymeniť alebo kalibrovať, je stabilita vybraného senzora prísnejšia a musí byť schopný vydržať test po dlhú dobu.

Špecifikácia

6) Presnosť ultrazvukového snímača

   Presnosť je dôležitým indexom výkonu senzora, je to dôležité spojenie súvisiace s presnosťou merania celého meracieho systému. Čím vyššia je presnosť senzora, tým drahšia je. Preto, pokiaľ presnosť senzora spĺňa požiadavky na presnosť celého meracieho systému, nemusí byť vybraná príliš vysoká. Týmto spôsobom je možné vybrať lacnejší a jednoduchší senzor medzi mnohými senzormi, ktoré spĺňajú rovnaký účel merania. Ak je účelom merania kvalitatívna analýza, použite senzor s vysokou opakovanou presnosťou. Nie je vhodné používať senzor s presnosťou absolútnej hodnoty. Ak ide o kvantitatívnu analýzu, musia sa získať presné hodnoty merania a musí sa zvoliť senzor s úrovňou presnosti, ktorý spĺňa požiadavky.