傳感器倒車(chē)?yán)走_(dá)

1、超聲波傳感器超聲波傳感器 汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá)汽車(chē)倒車(chē)?yán)走_(dá) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容：n一一、超聲波概述超聲波概述n二二、超聲波傳感器及其應(yīng)用超聲波傳感器及其應(yīng)用n三、倒車(chē)?yán)走_(dá)三、倒車(chē)?yán)走_(dá) n(1)次聲波，振動(dòng)頻率低于次聲波，振動(dòng)頻率低于l6Hz的機(jī)械波。的機(jī)械波。 n(2)聲波聲波:振動(dòng)頻率在振動(dòng)頻率在16Hz20KHz之間的之間的機(jī)械波。機(jī)械波。n(3)超聲波超聲波:高于高于20KHz的機(jī)械波。的機(jī)械波。1 1、聲波及其分類(lèi)聲波及其分類(lèi)一、超聲波概述一、超聲波概述2 2超聲波的傳播形式超聲波的傳播形式超聲波在介質(zhì)中可產(chǎn)生三種形式的波：超聲波在介質(zhì)中可產(chǎn)生三種形式的波：n 橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向垂直于波的傳播

2、方向橫波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的方向垂直于波的傳播方向（固體）；（固體）；n 縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向一致（固縱波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)方向與波的傳播方向一致（固體、液體和氣體）；體、液體和氣體）；n 表面波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)介于縱波與橫波之間，沿物表面波：質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)介于縱波與橫波之間，沿物體表面?zhèn)鞑ィü腆w、液體）；體表面?zhèn)鞑ィü腆w、液體）； 為了測(cè)量各種狀態(tài)下的物理量多采用為了測(cè)量各種狀態(tài)下的物理量多采用縱波縱波。超聲。超聲波的頻率越高，與光波的某些性質(zhì)越相似。波的頻率越高，與光波的某些性質(zhì)越相似。 超聲波與其他聲波一樣超聲波與其他聲波一樣, , 波速與介質(zhì)密度和彈性波速與介質(zhì)密度和彈性特性有關(guān)。特性有關(guān)。二、超聲波

3、傳感器及其應(yīng)用二、超聲波傳感器及其應(yīng)用 也稱為超聲波換能器（或稱為探測(cè)器、探也稱為超聲波換能器（或稱為探測(cè)器、探頭）。頭）。 n發(fā)射：能將（交流）電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)而發(fā)射：能將（交流）電信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)而向介質(zhì)中輻射（發(fā)射）超聲波。向介質(zhì)中輻射（發(fā)射）超聲波。n接收：將超聲場(chǎng)中的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電接收：將超聲場(chǎng)中的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)的裝置。信號(hào)的裝置。 超聲波傳感器一般都是可逆的，既能發(fā)射也能超聲波傳感器一般都是可逆的，既能發(fā)射也能接收超聲波。接收超聲波。 1. 超聲波傳感器分類(lèi)超聲波傳感器分類(lèi)n按其結(jié)構(gòu)可分為直探頭、斜探頭、雙探頭、液浸探頭和聚按其結(jié)構(gòu)可分為直探頭、斜探頭、雙

4、探頭、液浸探頭和聚焦探頭等。焦探頭等。n按其工作原理又可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等。按其工作原理又可分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等。最常用的是最常用的是壓電式探頭壓電式探頭。 壓電式直探頭主要由壓電晶壓電式直探頭主要由壓電晶片、吸收塊片、吸收塊(阻尼塊阻尼塊)、保護(hù)膜、保護(hù)膜組等成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。壓組等成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。壓電晶片多為圓板形，其厚度與電晶片多為圓板形，其厚度與超聲波頻率成反比。例如，厚超聲波頻率成反比。例如，厚度為度為1mm晶片的自然頻率約為晶片的自然頻率約為1.89MHz。n工作原理：它有兩個(gè)電晶片和一個(gè)共振板，當(dāng)兩極外加脈工作原理：它有兩個(gè)電晶片和一個(gè)共振板，當(dāng)兩

5、極外加脈 沖信號(hào)，它的頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時(shí)，壓力沖信號(hào)，它的頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時(shí)，壓力晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，將機(jī)械的能轉(zhuǎn)為晶片將會(huì)發(fā)生共振，并帶動(dòng)共振板振動(dòng)，將機(jī)械的能轉(zhuǎn)為電信號(hào)的這一過(guò)程，這就成了超聲波探頭的工作原理。電信號(hào)的這一過(guò)程，這就成了超聲波探頭的工作原理。 2.超聲波傳感器應(yīng)用超聲波傳感器應(yīng)用 超聲波傳感技術(shù)是醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測(cè)等領(lǐng)超聲波傳感技術(shù)是醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)生產(chǎn)、海洋探測(cè)等領(lǐng)域獲取信息的重要手段之一。例如，域獲取信息的重要手段之一。例如， B超成像診斷儀、超聲超成像診斷儀、超聲波層析成像（波層析成像（CT）、無(wú)損探傷儀、水下全息成

6、像等。）、無(wú)損探傷儀、水下全息成像等。 （1）超聲波測(cè)量厚度）超聲波測(cè)量厚度脈沖反射式超聲測(cè)厚儀脈沖反射式超聲測(cè)厚儀 脈沖反射式超聲測(cè)厚原理是測(cè)量超聲波脈沖通過(guò)試樣所脈沖反射式超聲測(cè)厚原理是測(cè)量超聲波脈沖通過(guò)試樣所需的時(shí)間間隔，然后根據(jù)超聲波脈沖在樣品中的傳播速度求需的時(shí)間間隔，然后根據(jù)超聲波脈沖在樣品中的傳播速度求出樣品厚度。出樣品厚度。 d d 樣品厚度；樣品厚度； c c 超聲波速度；超聲波速度； t t 超聲波從發(fā)超聲波從發(fā)射到接收回波的時(shí)間間隔。射到接收回波的時(shí)間間隔。2/ctd (3)超聲波測(cè)距超聲波測(cè)距 通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接通過(guò)超聲波發(fā)射裝置發(fā)出超聲波，根據(jù)接收器

7、接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了。收器接到超聲波時(shí)的時(shí)間差就可以知道距離了。這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。這與雷達(dá)測(cè)距原理相似。 超聲波發(fā)射器向某超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時(shí)刻的同時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就時(shí)，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即立即返回來(lái)，超聲波接收器收到反射波就立即停止計(jì)時(shí)停止計(jì)時(shí) 超聲探頭超聲探頭被測(cè)目標(biāo)被測(cè)目標(biāo)2/ctd 被測(cè)距離被測(cè)距離:c - 聲速聲速 t - 往返飛行時(shí)間往返飛行時(shí)間 超聲波還可以測(cè)量液（物）位（實(shí)際上超聲波還可以測(cè)量液（物）位（實(shí)際上是

8、測(cè)距，原理與測(cè)厚相同）、硬度、流速是測(cè)距，原理與測(cè)厚相同）、硬度、流速（流量）等。（流量）等。三、倒車(chē)?yán)走_(dá)三、倒車(chē)?yán)走_(dá)n 倒車(chē)?yán)走_(dá)全稱叫倒車(chē)?yán)走_(dá)全稱叫“倒車(chē)防撞雷達(dá)倒車(chē)防撞雷達(dá)”，也叫，也叫“泊車(chē)輔助裝置泊車(chē)輔助裝置”，是汽車(chē)泊車(chē)或者倒車(chē)時(shí)的，是汽車(chē)泊車(chē)或者倒車(chē)時(shí)的安全輔助裝置。安全輔助裝置。n 探頭裝在后保險(xiǎn)杠上，探頭有二、三、四、探頭裝在后保險(xiǎn)杠上，探頭有二、三、四、六、八只不等，分別管前后左右。探頭以六、八只不等，分別管前后左右。探頭以4545度度角輻射，上下左右搜尋目標(biāo)。它最大的好處是角輻射，上下左右搜尋目標(biāo)。它最大的好處是能探索到那些低于保險(xiǎn)杠而司機(jī)從后窗難以看能探索到那些低于保險(xiǎn)杠

9、而司機(jī)從后窗難以看見(jiàn)的障礙物，并報(bào)警，如花壇、蹲在車(chē)后玩耍見(jiàn)的障礙物，并報(bào)警，如花壇、蹲在車(chē)后玩耍的小孩等。以聲音或者更為直觀的顯示幫助駕的小孩等。以聲音或者更為直觀的顯示幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。駕駛的安全性。探測(cè)原理探測(cè)原理n 倒車(chē)?yán)走_(dá)是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而倒車(chē)?yán)走_(dá)是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會(huì)與任何障礙物相撞的原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。不會(huì)與任何障礙物相撞的原理設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。n 倒車(chē)?yán)走_(dá)用于測(cè)距上，在某一時(shí)刻發(fā)出超倒車(chē)?yán)走_(dá)用于測(cè)距上，在某一時(shí)刻發(fā)出超聲波信號(hào)，在遇到被測(cè)物體后反射回信號(hào)波，聲波信號(hào)，在遇到被測(cè)物體后反射

10、回信號(hào)波，被倒車(chē)?yán)走_(dá)接收到，用超聲波信號(hào)從發(fā)射到接被倒車(chē)?yán)走_(dá)接收到，用超聲波信號(hào)從發(fā)射到接收回波信號(hào)這一個(gè)時(shí)間而計(jì)算出在介質(zhì)中的傳收回波信號(hào)這一個(gè)時(shí)間而計(jì)算出在介質(zhì)中的傳播速度，這就可以計(jì)算出探頭與被探測(cè)到的物播速度，這就可以計(jì)算出探頭與被探測(cè)到的物體的距離。體的距離。 n倒車(chē)?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提倒車(chē)?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機(jī)車(chē)距后面物體還有多少距離，到危險(xiǎn)距醒司機(jī)車(chē)距后面物體還有多少距離，到危險(xiǎn)距離時(shí)，蜂鳴器就開(kāi)始鳴叫，讓司機(jī)停車(chē)。離時(shí)，蜂鳴器就開(kāi)始鳴叫，讓司機(jī)停車(chē)。 n擋位桿掛入倒擋時(shí)，倒車(chē)?yán)走_(dá)自動(dòng)開(kāi)始工作，擋位桿掛入倒擋時(shí)，倒車(chē)?yán)走_(dá)自動(dòng)開(kāi)始工作，測(cè)距范圍達(dá)

11、測(cè)距范圍達(dá)0.3到到2.0米左右，故在停車(chē)時(shí)，對(duì)米左右，故在停車(chē)時(shí)，對(duì)司機(jī)很實(shí)用。司機(jī)很實(shí)用。n超聲波在氣體和液體中超聲波在氣體和液體中(縱波縱波)的傳播速度的傳播速度CgL為：為： n式中：式中： 介質(zhì)的密度；介質(zhì)的密度； Ba 絕對(duì)壓縮系數(shù)（絕對(duì)壓縮系數(shù)（B為容變模量）。為容變模量）。21211 BBCagL倒車(chē)?yán)走_(dá)各部分作用各部分作用倒車(chē)?yán)走_(dá)各部分主要有以下幾個(gè)作用：倒車(chē)?yán)走_(dá)各部分主要有以下幾個(gè)作用： n（1 1）超聲波傳感器：用于發(fā)射以及接收超聲）超聲波傳感器：用于發(fā)射以及接收超聲波信號(hào)，通過(guò)超聲波傳感器可以測(cè)量距離。波信號(hào)，通過(guò)超聲波傳感器可以測(cè)量距離。n （2 2）主機(jī)：發(fā)射正弦波脈沖給超聲波傳感器，）主機(jī)：發(fā)射正弦波脈沖給超聲波傳感器，并處理其接收到的信號(hào)，換算出距離值后，將并處理其接收到的信號(hào)，換算出距離值后，將數(shù)據(jù)與顯示器通訊。數(shù)據(jù)與顯示器通訊。 n（3 3）顯示器或蜂鳴器：接收主機(jī)距離數(shù)據(jù)，）顯示器或蜂鳴器：接收主機(jī)距離數(shù)據(jù)，并根據(jù)距離遠(yuǎn)近顯示距離值和提供不同級(jí)別的并根據(jù)距離遠(yuǎn)近顯示距離值和提供不同級(jí)別的距離報(bào)警音。距離報(bào)警音。 一臺(tái)性能良好的倒車(chē)?yán)走_(dá)它的主要性能主要包括：一臺(tái)性能良好的倒車(chē)?yán)走_(dá)它的主要性能主要包括：n（1 1）靈敏度，在有障礙物的時(shí)候反應(yīng)是否夠）靈敏度，在有障礙物的時(shí)候反應(yīng)是否夠快?？?。n（2 2）是否存在盲區(qū)。）是否存在盲區(qū)。n