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  1. 2021年10月24日 · 本文章會告訴你超音波感測器的運作基本原理,Arduino與超音波感測器之間的線路要如何連接? 了解其運作原理後,就可依照其邏輯來撰寫程式,文章中也有範例程式可以參考,最後就可以順利的使用超音波感測器來偵測距離啦~

    • 超音波感測器1
    • 超音波感測器2
    • 超音波感測器3
    • 超音波感測器4
    • 運作方式為何?
    • 優點
    • 限制
    • 典型應用
    • 總結

    超音波感測器的基本運作方式類似於蝙蝠在飛行中利用回聲定位找尋昆蟲。發射器會發射高頻聲波的短突波,稱為「啁啾」,涵蓋 23 kHz 至 40 kHz 的頻率。當此聲音脈衝撞擊物體,部分聲波會反射回到接收器。量測感測器發射和接收超音波訊號的時間間隔,即可由以下方程式計算出物體的距離: 說明: d= 距離 (公尺) t= 發射和接收的時間差 (秒) c = 聲音的速度 (每秒 343 公尺) 請注意,d是聲音脈衝在雙向行進下測得的時間,必須乘以 0.5 以計算單向行進的時間,才會是物體的距離。 在最簡單的超音波感測器配置中,發射器和接收器會彼此相鄰 (圖 1)。此配置可將聲音從發射器的直線傳輸量達到最大化,同時以直線反射回接收器,有助於減少量測誤差。 超音波收發器在單一外殼中結合發射器和接收器。因...

    使用超音波感測器而非其他類型的接近/存在偵測感測器,主要是看應用而定。但可提供許多優勢: 1. 與光學和 IR 感測器不同之處在於,超音波感測器的運作不受顏色影響。也就是物體的顏色不會影響量測準確度。 2. 同樣地,玻璃和水等透明或半透明的材質不會對效能造成負面影響。 3. 可針對遠距離的物體偵測和距離量測提供絕佳靈活性,典型值從數公分至最遠數公尺,也可以自訂設計成最遠 20 公尺。 4. 此類感測器經過長期考驗;由於採用簡單的物理原理,因此具有一致性和可靠的效能。 5. 儘管並不精細,卻準確度卻出乎意料,量測誤差在 1% 以下。 6. 在每秒需要數次量測的應用中,可設計成採用高「刷新率」操作。 7. 此類元件以容易取得和相對便宜的元件組成。 8. 可高度耐受電氣雜訊,並此設計可用特殊編碼資...

    儘管相較於其他類型的感測器,超音波感測器提供眾多優勢,但還是有缺點: 1. 溫度和濕度會影響聲音的速度。這表示環境條件會影響距離量測的準確度和穩定性,甚至可能需要額外的補償電路。 2. 超音波感測器僅可用於提供距離量測或物體偵測,無法指明物體位置,或提供物體的形狀或顏色資訊。 3. 其尺寸適合工業和汽車產品,但可能難以納入小型、嵌入式應用中。 4. 與大多數感測器類似,在潮濕、極端溫度和嚴峻條件下較脆弱,可能會對其效能有不良影響,甚至無法使用。 5. 聲音需要傳輸媒介,因此超音波感測器無法用於真空中的應用。

    超音波感測器常用來偵測容器內的液位。由於不會受到所偵測液體的顏色 (或無色) 影響,因此特別適合此應用。此外,因為不會碰觸到液體,在偵測揮發性物質時,不會有安全疑慮。 具有簡易性和相對低的成本,因此常用於一般用途物體偵測應用。應用範例包含車輛和人員偵測等 (圖 4)。同樣也可在工廠中用於棧板/箱體分類、飲料裝填機器、生產線的物體計數。 圖 4:掃地機器人可使用超音波感測器避免碰撞。(圖片來源:CUI Devices) 發射器和接收器在特定應用中可以獨立使用。動物可聽見高頻啁啾 (動物可聽見的聲音頻率比人類高),因此可用於驅趕動物應用。另一方面,接收器可以用於保全系統的聲音偵測。

    超音波感測器基於成熟和充分瞭解的物理原理,且相對簡單及多功能,加上低成本,因此經得起時間考驗。超音波感測器常在多種消費型和工業應用中用於距離量測和存在偵測,也因此將繼續在未來用於更新和更具有挑戰性的應用。

  2. 超音波感測器是由投音器向被測物發射超音波,並讓受音器藉由接收反射波,以確認被測物是否存在,以及與被測物之距離的機器。. (限定距離型、限定區域型:請參閱 * 「分類」。. )藉由演算超音波從發射到接收所花費的時間與音速的關聯性,得到感測器 ...

  3. 超音波距離感測器 HC-SR04是利用超音波射出和反射的時間差,來測定感測器和障礙物之間的距離 。 如下圖所示:感測器有兩個筒狀物,其中一個為超音波發射器 (Transmitter),另一個為接收器 (Receiver)。

  4. 對電能施壓以產生超音波,或將超音波能轉換成電子信號的元件。 一般來說,超音波感測器採用具壓電性的鈦酸鋇振盪器,其形狀為圓板型或圓筒型。 導波角(HORN)

  5. 高功率數位超音波感測器. FW 系列. 耐用的多重反射型感測器,檢測不會受到物體材質、顏色或光澤的影響。 下載產品型錄. 了解價格. 詢問 KEYENCE. 0800-010-898. 產品特性. 適用於各種目標物. 金屬、玻璃、液位等過去以反射型光電感測器難以檢測的目標物,也能透過FW系列輕鬆實現。 並且不會受到物體表面顏色、圖案或光澤的影響。 極高的穩定性和可靠性. 全新的A.W.S.(Active Wave Stabilizer)*演算法可以穩定檢測,同時還能避免受到物體震動或外部干擾的影響。 * A.W.S.(Active Wave Stabilizer)功能除了可針對檢測狀況來使處理方式最佳化,亦可消除因物體震動導致超音波接收情況變化時產生的波動。 強力抗霧及髒汙.

  6. HC-SR04超音波感測器像蝙蝠一樣使用聲納來確定到物體的距離。 它以易於使用的包裝提供出色的非接觸範圍檢測,具有高精度和穩定的讀數。 它帶有超音波發射器和接收器模組。

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