超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
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组成部分
常用的超声波传感器由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波。小功率超声探头多作探测作用。它有许多不同的结构,可分直探头(纵波)、斜探头(横波)、表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)、双探头(一个探头发射、一个探头接收)等。
工作程式
若对发送传感器内谐振频率为40KHz的压电陶瓷片(双晶振子)施加40KHz高频电压,则压电陶瓷片就根据所加高频电压极性伸长与缩短,于是发送40KHz频率的超声波,其超声波以疏密形式传播(疏密程度可由控制电路调制),并传给波接收器。接收器是利用压力传感器所采用的压电效应的原理,即在压电元件上施加压力,使压电元件发生应变,则产生一面为“+ ”极,另一面为“-”极的40KHz正弦电压。因该高频电压幅值较小,故必须进行放大。 超声波传感器使得驾驶员可以安全地倒车,其原理是利用探测倒车路径上或附近存在的任何障碍物,并及时发出警告。所设计的检测系统可以同时提供声光并茂的听觉和视觉警告,其警告表示是探测到了在盲区内障碍物的距离和方向。这样,在狭窄的地方不管是泊车还是开车,借助倒车障碍报警检测系统,驾驶员心理压力就会减少,并可以游刃有余地采取必要的动作。
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工作模式
超声波传感器利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。超声波传感器对透明或有色物体,金属或非金属物体,固体、液体、粉状物质均能检测。其检测性能几乎不受任何环境条件的影响,包括烟尘环境和雨天。
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参数表节选:的技术参数 UB250-F77-E0-V31
通用规格
感应范围 | 20 ... 250 mm |
调整范围 | 45 ... 250 mm |
死区 | 0 ... 20 mm |
标准目标板 | 20 mm x 20 mm |
换能器频率 | 大约 400 kHz |
额定值
可用前的时间延迟 | ≤ 150 ms |
极限数据
允许的缆线长度 | 最大 300 m |
指示灯/操作方法
黄色 LED | 开关状态 和 闪烁: 示教 |
电气技术规格
额定工作电压 | 24 V DC |
工作电压 | 20 ... 30 V DC ,纹波 10 %SS ; 12 ... 20 V DC 灵敏度降至 90% |
空载电流 | ≤ 20 mA |
输入
输入类型 | 1 路程序输入 |
电平 | 低电平 : 0 ... 0,7 V (示教激活) 高电平 : UB 或开路输入 (示教未激活) |
输入阻抗 | 16 kΩ |
脉冲长度 | ≥ 3 s |
输出
输出类型 | 1 路开关输出 E0,NPN,常开 |
额定工作电流 | 200 mA ,短路/过载保护 |
电压降 | ≤ 2 V |
接通延时 | ≤ 50 ms |
重复精度 | ± 1 mm |
开关频率 | 10 Hz |
范围迟滞 | 类型 2,5 mm |
断态电流 | ≤ 0,01 mA |
温度影响 | + 0,17 %/K |
遵守标准和指令
符合标准 | |
| 标准 | EN 60947-5-2:2007+A1:2012 IEC 60947-5-2:2007 + A1:2012 |
认证和证书
UL 认证 | cULus 认证,一般用途 |
CCC 认证 | 额定电压 ≤ 36 V 时,产品不需要 CCC 认证/标记 |
环境条件
环境温度 | -25 ... 70 °C (-13 ... 158 °F) |
存储温度 | -40 ... 85 °C (-40 ... 185 °F) |
耐冲击性 | 30 g , 11 ms 周期 |
抗振性 | 10 ... 55 Hz , 振幅± 1 mm |
机械规格
连接类型 | M8 x 1 连接器 , 4 针 |
防护等级 | IP67 |
材料 | |
| 外壳 | 聚碳酸酯 |
| 换能器 | 环氧树脂/空心玻璃球混合物;聚氨酯泡沫 |
安装位置 | 任何位置 |
质量 | 10 g |
紧固螺丝的紧固扭矩 | 最大 0,2 Nm |