Ультразвуковий давач

Сенсорний пристрій, що перетворює електричну енергію в ультразвукові хвилі (механічні вібрації з частотою понад 20 кГц), називається ультразвуковим давачем. Принцип роботи ультразвукового давача схожий на радар і оцінює наявність цілі на основі інтерпретації відбитого від неї сигналу. Приймаючи швидкість звуку за постійну величину, за допомогою ультразвукового давача визначається і відстань до об’єкта, яка відповідає інтервалу часу між відправленням сигналу і поверненням його відлуння.

Ультразвуковий давач
Ультразвуковий давач має ряд особливостей, що визначають область застосування даного пристрою. Серед них виражена спрямованість сигналів, невелика дальність дії, невисока швидкість поширення хвиль. Основна перевага ультразвукових давачів – порівняно низька ціна.
Основу ультразвукового давача складає перетворювач, який об’єднує активний елемент і діафрагму. Перетворювач працює як передавач і як приймач. Активний елемент генерує короткий імпульс і приймає його відлуння від перешкоди. Він виготовляється з п’єзоелектричного матеріалу. Алюмінієва діафрагма є контактною поверхнею давача і визначає його акустичні характеристики. Перетворювач має пружну основу, що поглинає вібрації.
При отриманні зовнішнього сигналу активний елемент змушує вібрувати діафрагму, яка посилає ультразвукові імпульси в простір. При зустрічі з перешкодою імпульси відбиваються, повертаються до перетворювача і створюють вібрації активного елемента, з якого знімається електричний сигнал.
Основними технічними характеристиками ультразвукового давача є дальність виявлення перешкоди, частота сигналу, швидкодія (швидкість визначення перешкоди).
Виробники не вказують значення такого важливого показника як кут огляду. В ультразвуковому давачі кут огляду визначається частотою імпульсів, а також розміром і формою перетворювача. При цьому, чим вища частота імпульсу, тим вужче кут огляду давача. Ультразвуковий давач з частотою імпульсів 40 кГц має достатньо великий кут огляду.
Незважаючи на незаперечні переваги, ультразвуковий давач має серйозні функціональні обмеження. Працездатність датчика і відповідно точність показань знижуються в поганих погодних умовах (дощ, сніг, лід) і при забрудненні. Сенсор може пропустити дрібні предмети (стійки огорожі), поверхні, що мають низьку відбивну здатність. Давач може невірно працювати під час руху по крутому схилу, коли поверхня землі сприймається як перешкода. Помилки в показаннях спостерігаються при зустрічі з гладкою похилою поверхнею.

hs-sr04-001
Рисунок 1 – Ультразвуковий давач відстані HC-SR04



Оставить ответ

Обязательные поля помечены*

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.