超声波传感器的工作原理
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硬件型号：Risym HC-SR04
系统版本：传感器系统
超声波传感器的工作原理
目前，压电式超声波传感器在汽车上的应用较为普遍。超声波传感器的关键部件是塑料或金属外壳中的压电晶片。它通过两根电线连接到控制器上。发送和返回的电信号都通过这两根导线传输到控制器。
压电式超声传感器是利用压电晶体的谐振原理工作的。超声波传感器内部是两块压电片和一块谐振板，将脉冲信号施加到其两极，当频率等于压电片的自振频率时，压电片就会产生共振，并带动谐振板振动，从而产生超声波。另一方面，如果两个电极之间没有施加电压，当谐振板接收到回声时，它会迫使压电片振动，将机械能转化为电信号，从而成为超声波接收器。
简而言之，超声波传感器既能发射超声波，也能接收超声波。将电能发射时转化为超声波；当接收到回声时，将超声波振动转换为电信号，因此称为“超声波换能器”。
超声波变送器按一定方向发射超声波，并在发射的同时开始定时。超声波在空气中传播，途中遇到障碍物会立即返回。超声波接收器在接收到反射波后立即停止计时。超声波在空气中的传播速度为340m/s。根据计时器记录的时间t，通过逻辑电路的处理计算，可以计算出发射点与障碍物之间的距离(L)。计算公式如下：
式中L=3401/2, L为测点与被测障碍物之间的距离；340为超声波在空气中传播的近似速度；1是超声波从发射器到障碍物再返回接收器所需的时间。
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