超聲波傳感器精度測(cè)量的影響因素

知夏微涼

超聲波傳感器是將超聲波信號(hào)轉(zhuǎn)換成其他能量信號(hào)（通常是電信號(hào)）的傳感器。超聲波傳感器利用聲波介質(zhì)對(duì)被檢測(cè)物進(jìn)行非接觸式無(wú)磨損的檢測(cè)。其中超聲波是振動(dòng)頻率高于20KHz的機(jī)械波。它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。因此超聲波傳感器對(duì)透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質(zhì)均能檢測(cè)尤其是在陽(yáng)光不透明的固體中。其檢測(cè)性能幾乎不受任何環(huán)境條件的影響，包括煙塵環(huán)境和雨天。

然而關(guān)于影響超聲波傳感器測(cè)量精度的因素卻是多個(gè)方面的。接下來(lái)工釆網(wǎng)小編來(lái)具體介紹一下。

首先對(duì)于超聲波傳感器而言，測(cè)量精度通常是指模擬輸出的測(cè)量值的絕對(duì)精度。基于回波傳輸時(shí)間，超聲波傳感器的測(cè)量精度依靠數(shù)個(gè)物理參數(shù)。這些參數(shù)通常與空氣和內(nèi)部偏差相關(guān)。

由于空氣溫度對(duì)超聲波傳感器的測(cè)量精度有很大的影響。當(dāng)超聲波脈沖的回波的傳播時(shí)間被測(cè)量后，傳感器用聲速計(jì)算到目標(biāo)物的距離。然而，由于空氣溫度的改變，聲速每Kelvin改變0.17%. 幾乎所有的倍加福超聲波傳感器都有一個(gè)溫度探測(cè)器來(lái)彌補(bǔ)這種影響。因此這個(gè)探測(cè)器測(cè)量環(huán)境溫度，傳感器修正測(cè)量值的相關(guān)溫度偏移。例如：在室溫和較低的溫度下，濕度對(duì)聲速的影響可以忽略不計(jì)。然而，在高溫下，聲速隨著濕度的增高而增高。

其次超聲波傳感器具有溫度補(bǔ)償?shù)奶匦浴?font face="宋體">那是因?yàn)槌�聲波傳感器使用回波傳輸時(shí)間的方法原理，即測(cè)量超聲波脈沖發(fā)出和測(cè)得回波的時(shí)間間隔。超聲波傳感器通過(guò)聲速來(lái)計(jì)算目標(biāo)物的距離。當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，聲速在室溫下大概是344 m/s。該特性能使模擬量輸出型的超聲波傳感器在一個(gè)寬溫度范圍內(nèi)獲得高達(dá)0.6mm的重復(fù)精度。其中聲速是依靠溫度來(lái)改變的，每升高一攝氏度改變約17%。因此，大多數(shù)的超聲波傳感器配有溫度探測(cè)器用于測(cè)量距離的修正。這個(gè)補(bǔ)償可以在超聲波傳感器從-25? C 到+70? C工作范圍內(nèi)執(zhí)行，并得到±1.5%的測(cè)量精度。

除空氣溫度、溫度、溫度補(bǔ)償以外氣壓、氣流、　氣體類型、外部噪音等因素也會(huì)影響超聲波傳感器的精度，相對(duì)于氣壓而言聲速在海平面和3000米海拔高度傳播時(shí)下降不到1%。指定位置的大氣波動(dòng)可以忽略不計(jì)，對(duì)聲速的影響是難以衡量的。但是氣流對(duì)超聲波測(cè)量沒有影響。那是因?yàn)槿绻�目�?biāo)物有標(biāo)準(zhǔn)反射板的反射特性，一般氣流（風(fēng)）7kn（50-61.5 km/h）對(duì)超聲波測(cè)量沒有影響。當(dāng)然暴風(fēng)雨天氣或者颶風(fēng)可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的測(cè)量（信號(hào)衰減）。目前在關(guān)于聲速的變化，沒有得出常規(guī)的結(jié)論。這是因?yàn)闅饬鞣较蚝蜌饬魉俣葧r(shí)常改變。另一方面外部噪音也是影響超聲波精度的一個(gè)因素，由于外部噪音和被測(cè)目標(biāo)物的回波是不同的，通常不會(huì)引起誤判。如果干擾源與超聲波傳感器有同樣的頻率，內(nèi)部噪音的振幅一定不會(huì)超過(guò)目標(biāo)回聲的振幅。

無(wú)論是超聲波傳感器本身還是周圍環(huán)境因素，都會(huì)影響距離測(cè)量的精確度，這時(shí)可以考慮采取一些措施，例如采用工釆網(wǎng)所提供的超聲波傳感器 -MB7092。

超聲波傳感器 - MB7092具有優(yōu)越的抗聲學(xué)和電氣噪聲能力，能在存在雜波或無(wú)噪聲的環(huán)境中能夠檢測(cè)到大目標(biāo)的性能優(yōu)異，同時(shí)實(shí)時(shí)標(biāo)定、噪聲抑制及額外的過(guò)濾確保距離信息穩(wěn)定，而且雜波抑制在視場(chǎng)內(nèi)提供最大幅度反射的對(duì)象的距離信息是要求持續(xù)精確輸出應(yīng)用的極佳選擇，因?yàn)楸粡V泛自動(dòng)導(dǎo)航、帶聲學(xué)和電氣噪聲的環(huán)境、料位測(cè)量、槽準(zhǔn)位測(cè)量等領(lǐng)域。

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