เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกทำงานอย่างไร

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกถูกกำหนดให้เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ปล่อยคลื่นเสียงเกินขอบเขตการได้ยินของมนุษย์ - เรียกว่าช่วงเสียง ระหว่าง 20 เฮิรตซ์ถึง 20 กิโลเฮิรตซ์ – และกำหนดระยะห่างระหว่างเซ็นเซอร์กับวัตถุตามเวลาที่ใช้ในการส่งสัญญาณและรับ เสียงสะท้อน เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีการใช้งานมากมาย รวมถึง: เซ็นเซอร์ช่วยจอดรถในรถยนต์ ความใกล้ชิด สัญญาณเตือน อัลตราซาวนด์ทางการแพทย์ การวัดระยะทางทั่วไป และเครื่องหาปลาเชิงพาณิชย์ เป็นต้น แอปพลิเคชัน

ในการสร้างคลื่นอัลตราโซนิก เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกใช้อุปกรณ์สั่นที่เรียกว่าทรานสดิวเซอร์เพื่อปล่อยคลื่นอัลตราโซนิกที่เคลื่อนที่ในลำแสงรูปกรวย ช่วงของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกถูกกำหนดโดยความถี่ของการสั่นสะเทือนของทรานสดิวเซอร์ เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น คลื่นเสียงจะส่งผ่านในระยะทางที่สั้นลงเรื่อยๆ ในทางกลับกัน เมื่อความถี่ลดลง คลื่นเสียงจะส่งผ่านในระยะทางที่ไกลขึ้นเรื่อยๆ ดังนั้น เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกระยะไกลทำงานได้ดีที่สุดที่ความถี่ต่ำ และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกระยะสั้นทำงานได้ดีที่สุดที่ความถี่สูง

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมีหลายรูปแบบ และโดยทั่วไปจะใช้ทรานสดิวเซอร์ตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไป ขึ้นอยู่กับการใช้งาน ในกรณีของเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่มีทรานสดิวเซอร์หลายตัว ระยะห่างระหว่างทรานสดิวเซอร์เป็นลักษณะสำคัญที่ต้องพิจารณา หากหัวโซน่าร์มีระยะห่างกันมากเกินไป ลำแสงรูปกรวยที่ปล่อยออกมาจากแต่ละอันอาจทำให้เกิดการรบกวนที่ไม่ต้องการ

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกมักจะมีพื้นที่ที่ไม่สามารถใช้งานได้ใกล้กับใบหน้าของเซ็นเซอร์ซึ่งเรียกว่า "โซนตาบอด" และหาก บีมจะสิ้นสุดรอบการตรวจจับก่อนที่เซ็นเซอร์จะส่งสัญญาณเสร็จสิ้น เซ็นเซอร์ไม่สามารถรับ. ได้อย่างถูกต้อง เสียงสะท้อน เขตตาบอดนี้กำหนดระยะทางขั้นต่ำที่วัตถุต้องมาจากเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกสำหรับอุปกรณ์เพื่อให้อ่านค่าได้อย่างแม่นยำ

เซ็นเซอร์อัลตราโซนิกทำงานได้ดีที่สุดเมื่อวางอยู่ด้านหน้าวัสดุที่สะท้อนคลื่นอัลตราโซนิกได้อย่างง่ายดาย เช่น โลหะ พลาสติก และแก้ว ซึ่งช่วยให้เซ็นเซอร์สามารถอ่านค่าได้อย่างแม่นยำในระยะห่างมากขึ้นจากวัตถุที่อยู่ด้านหน้า อย่างไรก็ตาม เมื่อวางเซ็นเซอร์ไว้ด้านหน้าวัตถุที่ดูดซับคลื่นอัลตราโซนิกได้ง่าย เช่น วัสดุไฟเบอร์ เซ็นเซอร์จะต้องเคลื่อนเข้าใกล้วัตถุมากขึ้นเพื่อให้อ่านค่าได้อย่างแม่นยำ มุมของวัตถุยังส่งผลต่อความแม่นยำของการอ่านด้วย โดยมีพื้นผิวเรียบที่มุมฉากกับเซ็นเซอร์ซึ่งมีช่วงการตรวจจับที่ยาวที่สุด ความแม่นยำนี้ลดลงเมื่อมุมของวัตถุเปลี่ยนไปตามเซ็นเซอร์