Ultrazvukové senzory jsou definovány jako elektronická zařízení, která vyzařují akustickou vlnu nad horní rozsah lidského sluchu - nazývaný slyšitelný rozsah, mezi 20 Hz a 20 kilohertz - a určit vzdálenost mezi senzorem a objektem na základě času potřebného k odeslání signálu a příjmu ozvěna. Ultrazvukové senzory mají mnoho aplikací, včetně: parkovacích asistenčních senzorů v automobilech, blízkosti alarmy, lékařské ultrazvuky, obecné měření vzdálenosti a komerční vyhledávače ryb aplikace.
Základní funkce ultrazvukového senzoru
Pro generování ultrazvukové vlny používají ultrazvukové senzory vibrační zařízení známé jako převodník k vysílání ultrazvukových pulzů, které se pohybují v paprsku ve tvaru kužele. Dosah ultrazvukového senzoru je určen frekvencí vibrací snímače. Jak se frekvence zvyšuje, zvukové vlny se přenášejí na postupně kratší vzdálenosti. Naopak, jak frekvence klesá, zvukové vlny se přenášejí na postupně delší vzdálenosti. Ultrazvukové senzory dlouhého dosahu tedy fungují nejlépe na nižších frekvencích a ultrazvukové senzory krátkého dosahu fungují nejlépe na vyšších frekvencích.
Konfigurace je zásadní
Ultrazvukové senzory se dodávají v různých konfiguracích a obvykle používají jeden nebo více snímačů v závislosti na aplikaci. V případě ultrazvukového senzoru, který má více měničů, je zásadní charakteristikou vzdálenost mezi měniči. Pokud jsou snímače umístěny příliš blízko u sebe, mohou paprsky ve tvaru kužele vyzařované z každého z nich způsobit nežádoucí interference.
Slepá zóna
Ultrazvukové senzory mají obvykle nepoužitelnou oblast blízko tváře senzoru, známou jako „slepá zóna“, a pokud paprsek dokončí detekční cyklus před tím, než senzor dokončí svůj přenos, senzor nemůže přesně přijímat echo. Tato slepá zóna určuje minimální vzdálenost, kterou musí být objekt od ultrazvukového senzoru, aby zařízení poskytlo přesné čtení.
Doporučené postupy pro ultrazvukový senzor
Ultrazvukové senzory fungují nejlépe, když jsou umístěny před materiály, které snadno odrážejí ultrazvukové vlny, jako je kov, plast a sklo. To umožňuje senzoru poskytovat přesné měření ve větší vzdálenosti od objektu před ním. Pokud je však senzor umístěn před objektem, který snadno absorbuje ultrazvukové vlny, jako je vláknitý materiál, musí se senzor přiblížit k objektu, aby poskytl přesné údaje. Úhel objektu má také vliv na přesnost čtení, přičemž plochý povrch v pravém úhlu k senzoru nabízí nejdelší snímací dosah. Tato přesnost klesá se změnou úhlu objektu ve vztahu k senzoru.