声波传感器

移动机器人要获得自主行为，其最重要的任务之一是获取关于环境的知识。这是用不同的传感器测量并从那些测量中提取有意义的信息而实现的。视觉、红外、激光、超声波等传感器都在移动机器人中得到实际应用。超声波传感器以其性价比高、硬件实现简单等优点，在移动机器人感知系统中得到了广泛的应用。但是超声波传感器也存在一定的局限性，主要是因为波束角大、方向性差、测距的不稳定性（在非垂直的反射下）等，因此往往采用多个超声波传感器或采用其他传感器来补偿。

随着传感器技术的推广应用，机器人的发展也备受关注，同时也因为传感器技术的进步，使得工业机器人的发展有了支持。可见传感器为推动中国机器人产业快速有序发展立下了汗马功劳。在机器人中使用的超声波传感器是一个电子模块，测量距离在3cm到400cm之间。它可以用于帮助机器人避开障碍物，或用于其他相关项目的距离测量和避障工程。传感器可谓是用来检测机器人自身的工作状态，以及机器人智能探测外部工作环境和对象状态的核心部件。不仅能感受规定的被测量，还能按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

机器人是由计算机控制的复杂机器，它具有类似人的肢体及感官功能；动作程序灵活；有一定程度的智能；在工作时可以不依赖人的操纵。机器人传感器在机器人的控制中起了非常重要的作用，正因为有了传感器，机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力。因此机器人可代替或协助人类完成各种工作，凡是枯燥的、危险的、有毒的、有害的工作，都可由机器人大显身手。机器人除了广泛应用于制造业领域外，还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天等其他领域。机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。

超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频 率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。

近些年来，工业水平的不断发展位测量占据极为重要的地位，而且对液位测量的精度、广度和抗干扰性提出了越来越高的要求，液位测量数据是实现生产和过程控制的重要参数。储液罐藏储液体的总量就是利用液位测量进行管理和控制的。早期，由于工业领域生产规模不大，液位测量主要采用机械测量方法。但随着生产规模的扩大在很多自动化工业生产系统中，需要对系统进行实时液位监测，而超声波具有指向性强、能量消耗缓慢、与被测物无需直接接触等优点，因此较为广泛地应用于液位测量之中。

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波传感器利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。其中超声波是振动频率高于20KHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。因此超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测尤其是在阳光不透明的固体中。其检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天。

超声波传感器则是利用声波介质将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波传感器主要采用直接反射式的检测模式，位于传感器前面的被检测物通过将发射的声波部分地发射回传感器的接收器，从而使传感器检测到被测物。还有部分超声波传感器采用对射式的检测模式。一套对射式超声波传感器包括一个发射器和一个接收器，两者之间持续保持“收听”。位于接收器和发射器之间的被检测物将会阻断接收器接收发射的声波，从而传感器将产生开关信号。

随着电子、微电子技术的发展，传感器的发展也是日新月异，人们在生产生活中对传感器的应用较多，类型是越来越多例如：无线传感器、雷达传感器、红外光温度传感器、地磁磁性物体检测传感器、特殊光源传感器：专用于测水的传感器。超声波传感器则属于传感器中应用较多的一类，超声波传感器利用超声波技术的特性，进行传感工作。为此工釆网小编为大家介绍一下超声波传感器的检测方法。

在日常生产生活中，超声波测距传感器主要应用于汽车的倒车雷达、及机器人自动避障行走、建筑施工工地以及一些工业现场例如：液位、井深、管道长度等需要自动进行非接触测距的场合。目前有两种常用的超声波测距方案。一种是基于单片机或者嵌入式设备的超声波测距系统，一种是基于CPLD(Complex Programmable Logic Device)的超声波测距系统。想要了解超声波测距传感器的相关应用设计首先我们必须了解超声波传感器测距的工作原理。

现今科技发展的时代，自动化装置无所不在，在控制技术需求的推动下，控制理论本身也取得了显著的进步。水塔水位的监测和控制，再也不需要人工进行操作。所谓水位自动控制器是用于水塔、水箱、锅炉等的自动蓄水装置的控制器。要求当蓄水容器的储水降至某一低水位时，水泵自动抽水注入容器，而当容器蓄水达到某一高水位里，水泵停止注水。实践证明，自动化操作，具有不可替代的应用价值。水塔水位自动控制器，具有适应各种液体液位的检测和控制的功能，使用时需要考虑环境是否合适，同时还需要考虑各种液体的阻值大小，是否可以投入实际生产的产品中。