Točke, ki jih je treba opozoriti pri izbiri ultrazvočnega senzorja

Izbira pravega ultrazvočnega senzorja je lahko zastrašujoča naloga, zlasti z množico možnosti, ki so na voljo na trgu. Ultrazvočni senzorji so naprave, ki uporabljajo zvočne valove za zaznavanje in merjenje razdalje, zaradi česar so idealni za različne aplikacije, kot so robotika, avtomobilski sistemi in industrijska avtomatizacija. Ta članek vas želi usmeriti skozi bistvene točke, ki jih morate upoštevati pri izbiri ultrazvočnega senzorja za vaš projekt.

Vrste ultrazvočnih senzorjev

Ultrazvočne senzorje je mogoče na splošno razvrstiti v dve kategoriji:

• Senzorji za odkrivanje bližine:

  Ti senzorji zaznajo prisotnost predmeta v določenem območju, ne da bi merili natančno razdaljo.

• Senzorji za merjenje razdalje:

  Ti senzorji natančno izmerijo razdaljo do predmeta in zagotavljajo izhod v obliki podatkov na daljavo.

  
  

Merila za izbiro ultrazvočnih senzorjev

Izbira pravega ultrazvočnega senzorja je odvisna od posebnih zahtev vašega projekta. Razumevanje različnih dejavnikov, ki vplivajo na uspešnost senzorja, vam bo pomagalo pri sprejemanju informirane odločitve.

Dejavnike, ki jih je treba upoštevati

Če želite izbrati pravi senzor ultrazvočnega obsega, razmislite o naslednjih dejavnikih:

1. Območje zaznavanja: Obseg zaznavanja se nanaša na minimalne in največje razdalje, znotraj katerih lahko senzor natančno zazna predmete. Izberite senzor z obsegom zaznavanja, ki ustreza zahtevam vaše aplikacije.

2. Natančnost in ločljivost: Natančnost predstavlja, kako natančno merjenje senzorja ustreza dejanski razdalji, ločljivost pa se nanaša na najmanjšo zaznavno spremembo razdalje. Razmislite o senzorju z visoko natančnostjo in ločljivostjo za aplikacije, ki zahtevajo natančne meritve.

3. Kot snopa: kot žarka je širina zvočnega stožca, ki ga oddaja senzor. Ozek kot žarka zagotavlja boljšo diskriminacijo predmeta in daljši obseg zaznavanja, širši kot žarka pa poveča vidno polje senzorja. Izberite kot snopa, ki najbolje ustreza vaši aplikaciji.

4. Okoljski dejavniki: Temperatura, vlaga in zračni tlak lahko vplivajo na delovanje ultrazvočnih senzorjev. Izberite senzor, ki lahko zanesljivo deluje v okoljskih pogojih vaše aplikacije.

5. Frekvenca: Pogostost ultrazvočnega senzorja določa hitrost širjenja zvoka in ločljivost merjenja. Višje frekvence ponujajo boljšo ločljivost, vendar imajo krajši obseg zaznavanja, medtem ko nižje frekvence zagotavljajo daljši domet z nižjo ločljivostjo. Izberite senzor s primerno frekvenco za vašo aplikacijo.

6. Odzivni čas: Odzivni čas je čas, ki ga senzor vzame za posodobitev izhoda po zaznavanju spremembe razdalje. Hitrejši odzivni časi so bistveni za aplikacije, ki zahtevajo meritve v realnem času, kot je izogibanje oviram pri robotiki.

7. Izhodna vrsta: Ultrazvočni senzorji imajo lahko analogne, digitalne ali serijske izhode. Izberite senzor z izhodno vrsto, ki je združljiv z zahtevami vašega sistema.

8. Možnosti pritrditve: Razmislite o razpoložljivih možnostih pritrditve in zagotovite, da je senzor enostavno namestiti na želeni lokaciji.

9. Poraba energije: Poraba energije je bistveni dejavnik za aplikacije, ki jih poganjajo bateriji. Izberite senzor z nizko porabo energije, da podaljšate življenjsko dobo baterije in zmanjšate porabo energije.

   
   

Skupne aplikacije

Ultrazvočni strežniki se široko uporabljajo v različnih panogah in aplikacijah, vključno z:

1. Robotika: zaznavanje ovir in izogibanje, merjenje razdalje in navigacija.

2. Avtomobilski sistemi: pomoč pri parkiranju, odkrivanje slepih točk in izogibanje trčenju.

3. Industrijska avtomatizacija: nadzor nivoja, odkrivanje predmetov in ravnanje z materiali.

4. Varnostni sistemi: zaznavanje vdorov, nadzor dostopa in spremljanje oboda.

5. Medicinski pripomočki: spremljanje ravni tekočine in merjenje pretoka.

Zaključek

Izbira pravega ultrazvočnega senzorja je ključnega pomena za uspeh vašega projekta. Če upoštevate dejavnike, kot so območje zaznavanja, natančnost, ločljivost, kot žarka, okoljski faktorji, frekvenca, odzivni čas, vrsta izhoda, možnosti montaže in poraba energije, lahko sprejmete informirano odločitev in izberete najboljši senzor za svojo aplikacijo.

Pogosta vprašanja

1. Ali lahko ultrazvočni senzorji zaznajo vse vrste materialov? Ultrazvočni senzorji lahko zaznajo večino materialov, vendar se njihova zmogljivost lahko razlikuje glede na sestavo materiala, površinsko teksturo in geometrijo. Na splošno trde in ravne površine zagotavljajo boljše odseve ultrazvočnih valov.

   
   

2. Kako temperatura vpliva na delovanje ultrazvočnih senzorjev? Temperatura vpliva na hitrost zvoka v zraku, kar lahko vpliva na natančnost meritev razdalje. Nekateri ultrazvočni senzorji imajo vgrajeno kompenzacijo temperature, da ohranijo natančnost med različnimi temperaturami.

   
   

3. Kakšna je razlika med ultrazvočnimi senzorji in infrardečimi senzorji za merjenje razdalje? Ultrazvočni senzorji uporabljajo zvočne valove za merjenje razdalje, infrardeči senzorji pa se zanašajo na svetlobne valove. Ultrazvočni senzorji so na splošno bolj natančni in manj vplivajo okoljski dejavniki, kot sta zunanja svetloba ali barva, medtem ko imajo infrardeči senzorji hitrejše odzivne čase.

   
   

4. Ali so ultrazvočni senzorji primerni za zunanje aplikacije? Ultrazvočne senzorje se lahko uporabljajo na prostem, vendar lahko na njihovo delovanje vplivajo okoljski dejavniki, kot so temperatura, vlaga in zračni tlak. Prepričajte se, da je senzor, ki ga izberete, ocenjen za zunanjo uporabo in lahko prenese posebne okoljske razmere vaše aplikacije.

   
   

5. Ali ultrazvočni senzorji potrebujejo vidno linijo za zaznavanje predmetov? Da, ultrazvočni senzorji potrebujejo jasno vidno linijo za zaznavanje predmetov, saj morajo zvočni valovi potovati neposredno na predmet in nazaj v senzor. Ovire med senzorjem in predmetom lahko povzročijo netočne odčitke ali napačne zaznave.

Načelo in struktura sodobnih ultrazvočnih senzorjev se močno razlikujeta. Kako izbrati senzor razumno v skladu s posebnim merjenjem, je merilni objekt in merilno okolje prva težava, ki jo je treba rešiti pri izvedbi določene količine merjenja. Po določitvi ultrazvočnega senzorja lahko določimo metodo merjenja ujemanja in merilno opremo. Uspeh ali neuspeh rezultatov merjenja je v veliki meri odvisen od tega, ali je izbira ultrazvočnih strelskih senzorjev smiselna. Ta članek v glavnem uvaja več parametrov, ki jih običajno opazimo pri izbiri ultrazvočnega senzorja, samo za referenco.

1) Določite vrsto ultrazvočnega senzorja (v nadaljnjem besedilu bo senzor nadomestil ultrazvočni senzor) v skladu z merilnim objektom in merilnim okoljem

   Za izvedbo določenih merilnih del moramo najprej razmisliti, kakšno načelo se uporablja za reševanje te težave, ki ga je treba določiti po analizi številnih dejavnikov. Ker tudi pri merjenju enake fizične količine lahko izbirate več načel senzorjev, katero načelo senzorja je bolj primerno, morate upoštevati naslednja posebna vprašanja glede na značilnosti izmerjenega in pogoje uporabe senzorja: velikost območja; Zahteve izmerjenega položaja na prostornini senzorja; ali je metoda merjenja stik ali ne-kontaktna; Metoda ekstrakcije signala, žična ali nekontaktna meritev; Vir senzorja, ne glede na to, ali je domač ali uvožen, ne glede na to, ali lahko cena nosi ali razvija sama po sebi. Po preučitvi zgornjih težav lahko določite, katero vrsto senzorja izberete, in nato razmislite o posebnih kazalcih zmogljivosti senzorja.

2) Izbira občutljivosti ultrazvočnega strelnega senzorja

   Na splošno je v linearnem območju senzorja večja občutljivost senzorja, tem bolje. Ker je le, ko je občutljivost visoka, je vrednost izhodnega signala, ki ustreza izmerjeni spremembi, razmeroma velika, kar je naklonjeno signalu za obdelavo. Vendar je treba opozoriti, da je občutljivost senzorja visoka, zunanji hrup, ki ni povezan z merjenjem, pa je tudi enostavno mešan in ga bo okrepil tudi sistem ojačevanja, kar vpliva na natančnost merjenja. Zato je potrebno, da bi moral imeti sam senzor visoko razmerje med signalom in šumom, da bi zmanjšali moteče signale, uvedene od zunaj. Občutljivost senzorja je usmerjena. Kadar je izmerjena vrednost en sam vektor in je usmerjenost visoka, morate v drugih smereh izbrati senzor z nizko občutljivostjo. Če je izmerjena vrednost večdimenzionalni vektor, manjša je navzkrižna občutljivost senzorja, tem bolje.

3) Značilnosti frekvenčnega odziva ultrazvočnih senzorjev

   Frekvenčni odziv, značilen za senzor, določa merjenje frekvenčnega območja. V dovoljenem frekvenčnem območju mora vzdrževati neraztopljene merilne pogoje. Pravzaprav ima odziv senzorja vedno določeno zamudo. Krajši kot čas zamude, tem bolje. Frekvenčni odziv senzorja je visok, frekvenčni razpon merljivega signala pa širok. Vendar je zaradi vpliva strukturnih značilnosti inercija mehanskega sistema velika. Pogostost merljivega signala senzorja z nizko frekvenco je nizka. Pri dinamični meritvi morajo značilnosti odziva temeljiti na značilnostih signala (stanju dinamičnega, prehodnega, naključnega itd.

4) Linearna razpona ultrazvočnega strelnega senzorja

   Linearni razpon senzorja se nanaša na območje, v katerem je izhod sorazmeren vhodu. Teoretično v tem območju občutljivost ostane konstantna. Čim širši linearni razpon senzorja, večji je območje in lahko zagotovi določeno natančnost merjenja. Pri izbiri senzorja, ko je določena vrsta senzorja, je najprej treba ugotoviti, ali njegov razpon ustreza zahtevam. Toda v resnici noben senzor ne more zagotoviti absolutne linearnosti, njegova linearnost pa je tudi relativna. Kadar je potrebna natančnost merjenja razmeroma nizka, lahko v določenem območju senzor z majhno nelinearno napako obravnavamo kot linearno, kar bo prineslo veliko udobje za merjenje.

5) Stabilnost ultrazvočnega senzorja

   Ko se senzor uporablja za nekaj časa, se njegova sposobnost, da ohrani svojo zmogljivost nespremenjeno, imenuje stabilnost. Poleg strukture samega senzorja so dejavniki, ki vplivajo na dolgoročno stabilnost senzorja, predvsem okolje uporabe senzorja (okolje za uporabo je zelo pomembna povezava. Če natančno izberete ultrazvočni senzor, se obrnite na osebje našega podjetja). Zato mora imeti senzor dobro sposobnost prilagajanja okolju. Pred izbiro senzorja je treba preučiti okolje, v katerem se uporablja, izbrati ustrezen senzor v skladu s posebnim okoljem uporabe ali pa je treba sprejeti ustrezne ukrepe za zmanjšanje vpliva na okolje. Obstajajo kvantitativni kazalniki za stabilnost senzorja. Po preseženem obdobju uporabe je treba kalibracijo pred uporabo ponovno kalibrirati, da se ugotovi, ali se je zmogljivost senzorja spremenila. V nekaterih situacijah, ko se senzor lahko uporablja dlje časa in ga ni mogoče enostavno zamenjati ali umeriti, je stabilnost izbranega senzorja strožja in mora biti sposoben zdržati test dlje časa.

Specifikacija

6) Natančnost ultrazvočnega senzorja

   Natančnost je pomemben indeks zmogljivosti senzorja, je pomembna povezava, povezana z natančnostjo merjenja celotnega merilnega sistema. Večja kot je natančnost senzorja, dražja je. Dokler natančnost senzorja ustreza zahtevam natančnosti celotnega merilnega sistema, ga ni treba izbrati previsoko. Na ta način je mogoče med številnimi senzorji izbrati cenejši in preprostejši senzor, ki ustrezajo isti meritveni namen. Če je namen merjenja kvalitativna analiza, uporabite senzor z visoko natančnostjo ponovitve. Ni primerno uporabiti senzorja z visoko absolutno natančnostjo vrednosti. Če gre za kvantitativno analizo, je treba pridobiti natančne merilne vrednosti in izbrati senzor s stopnjo natančnosti, ki izpolnjuje zahteve.