¿Cómo funcionan los sensores ultrasónicos?

Los sensores ultrasónicos se definen como dispositivos electrónicos que emiten una onda acústica más allá del rango superior del oído humano, llamado rango audible. entre 20 hercios y 20 kilohercios, y determine la distancia entre el sensor y un objeto en función del tiempo que tarda en enviar la señal y recibir el eco. Los sensores ultrasónicos tienen muchas aplicaciones, que incluyen: sensores de asistencia al estacionamiento en automóviles, proximidad alarmas, ultrasonidos médicos, medición de distancia genérica y buscadores de peces comerciales, entre otros aplicaciones.

Para generar la onda ultrasónica, los sensores ultrasónicos utilizan un dispositivo vibratorio conocido como transductor para emitir pulsos ultrasónicos que viajan en un haz en forma de cono. El rango de un sensor ultrasónico está determinado por la frecuencia de vibración del transductor. A medida que aumenta la frecuencia, las ondas sonoras se transmiten a distancias cada vez más cortas. Por el contrario, a medida que la frecuencia disminuye, las ondas sonoras se transmiten a distancias progresivamente más largas. Por lo tanto, los sensores ultrasónicos de largo alcance funcionan mejor a frecuencias más bajas y los sensores ultrasónicos de corto alcance funcionan mejor a frecuencias más altas.

Los sensores ultrasónicos vienen en una variedad de configuraciones y generalmente usan uno o más transductores, dependiendo de la aplicación. En el caso de un sensor ultrasónico que tenga múltiples transductores, la separación entre los transductores es una característica esencial a considerar. Si los transductores están demasiado cerca, los haces en forma de cono emitidos por cada uno pueden causar interferencias no deseadas.

Los sensores ultrasónicos suelen tener un área inutilizable cerca de la cara del sensor, conocida como "zona ciega", y si el haz completa un ciclo de detección antes de que el sensor complete su transmisión, el sensor no puede recibir con precisión la eco. Esta zona ciega determina la distancia mínima que debe estar un objeto del sensor ultrasónico para que el dispositivo dé una lectura precisa.

Los sensores ultrasónicos funcionan mejor cuando se colocan frente a materiales que reflejan fácilmente las ondas ultrasónicas, como metal, plástico y vidrio. Esto permite que el sensor dé una lectura precisa a una mayor distancia del objeto frente a él. Sin embargo, cuando el sensor se coloca frente a un objeto que absorbe fácilmente ondas ultrasónicas, como material de fibra, el sensor debe acercarse al objeto para dar una lectura precisa. El ángulo del objeto también tiene un impacto en la precisión de la lectura, con una superficie plana en ángulo recto con el sensor que ofrece el rango de detección más largo. Esta precisión disminuye con un cambio en el ángulo de un objeto en relación con el sensor.