【精品课件】超声波测距传感器
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超声波测距精讲.pptx
第7页/共18页
超声波发射电路模块
第8页/共18页
发射模块工作原理
发射电路主要由反向器74LS04和超声波发射换能器T组成， 单片机P1.0端口输出的40 KHz方波信号一路经反向器后送 到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到 超声波华能器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号 加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。输 出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。上拉电阻 R10,R11一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动 能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短 其自由振荡的时间。
第13页/共18页
超声波发生子程序和接收中断程序
用单片机编程产生40kHz 方波，可用延时程序和循环语句实现。先定 义一个延时函数delays()，然后可用for 语句循环，并且循环一次同 时改变方波输出口的电平高低，从而产生方波。部分程序如下： void delays() {} //延时函数 void main() {for(a=0；a<200；a++) //产生100 个40KHz 的方波 {P36=!P36； //每循环一次，输出引脚取反 delays() ； } }
第4页/共18页
超声波信号的检测与处理
第5页/共18页
单片机系统及显示电路模块
第6页/共18页
显示模块工作原理
单片机采用AT89C51，采用12MHz高精度的晶振， 以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机 用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波 信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的 返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED 数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管 8550驱动。
超声波发射电路模块
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发射模块工作原理
发射电路主要由反向器74LS04和超声波发射换能器T组成， 单片机P1.0端口输出的40 KHz方波信号一路经反向器后送 到超声波换能器的一个电极，另一路经两级反向器后送到 超声波华能器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号 加到超声波换能器两端，可以提高超声波的发射强度。输 出端采用两个反向器并联，用以提高驱动能力。上拉电阻 R10,R11一方面可以提高反向器74LS04输出高电平的驱动 能力，另一方面可以增加超声波换能器的阻尼效果，缩短 其自由振荡的时间。
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超声波发生子程序和接收中断程序
用单片机编程产生40kHz 方波，可用延时程序和循环语句实现。先定 义一个延时函数delays()，然后可用for 语句循环，并且循环一次同 时改变方波输出口的电平高低，从而产生方波。部分程序如下： void delays() {} //延时函数 void main() {for(a=0；a<200；a++) //产生100 个40KHz 的方波 {P36=!P36； //每循环一次，输出引脚取反 delays() ； } }
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超声波信号的检测与处理
第5页/共18页
单片机系统及显示电路模块
第6页/共18页
显示模块工作原理
单片机采用AT89C51，采用12MHz高精度的晶振， 以获得较稳定时钟频率，减小测量误差。单片机 用P1.0端口输出超声波换能器所需的40kHz的方波 信号，利用外中断0口监测超声波接收电路输出的 返回信号。显示电路采用简单实用的4位共阳LED 数码管，段码用74LS244驱动，位码用PNP三极管 8550驱动。
超声波传感器课件
数据处理与分析
使用相关软件对采集 到的数据进行处理和 分析。
数据处理与分析
数据清洗
去除异常值和噪声，确 保数据质量。
数据转换
将原始数据转换为更易 于分析的格式或图表。
数据分析
根据实验目的，对数据 进行统计分析或趋势分
析。
结果解释与结论
根据分析结果，得出结 论并解释实验现象。
06
问题与解答
常见问题及解决方案
02
03
04
工业自动化
用于检测生产线上的物体位置 和距离，实现自动化控制和定
位。
机器人技术
用于机器人导航、避障和定位 ，提高机器人的智能和自主性
。
医疗诊断
用于检测人体内部器官和病变 ，如超声成像和胎儿监测。
环境ห้องสมุดไป่ตู้测
用于检测空气污染、水质污染 等环境问题，实现环境监测和
保护。
02
超声波传感器的设计与制 造
气体检测
超声波传感器能够检测空气中的有害气体和粉尘，如一氧化碳、二氧化硫、PM2.5等。这对于保障公共安全和预 防环境污染具有重要意义。
工业自动化与智能制造
机器人定位
在工业自动化生产线上，超声波传感器常用于机器人的定位和避障。通过向目标物体发射超声波并接 收回声信号，机器人可以精确地判断出目标物体的距离和位置，从而实现高效、精准的操作。
VS
新工艺
新型工艺如纳米压印、光刻技术等在超声 波传感器的制造中得到应用，这些新工艺 能够实现更精细的加工和更高的集成度， 提高传感器的分辨率和响应速度。
多功能化与集成化的发展
多功能化
超声波传感器正朝着多功能化的方向发展， 除了基本的检测功能外，还集成了温度、湿 度、压力等多种传感器，实现多参数的检测 和监控。
《超声波式传感器》课件
线路板和控制芯片
传感器上的线路板和控制芯片负责信号处理和数据传输。
优缺点分析
优点
非接触式，精度高，测量范围广。
缺点
受环境因素影响，检测路线受限。
应用实例
航空天领域
超声波式传感器用于飞机导航系 统和无人机避障。
工业自动化
超声波式传感器用于物体检测和 测距。
消费电子
超声波式传感器用于手势识别和 智能家居控制。
超声波式传感器
超声波式传感器是一种非接触式传感器，适用于各种应用场景。本课件将介 绍其工作原理、结构组成、优缺点分析、应用实例和发展前景。
介绍
1 什么是超声波式传感器
超声波式传感器利用超声波的发射和接收来测量距离和探测物体的位置。
2 常见的应用场景
超声波式传感器广泛应用于航空航天、工业自动化和消费电子等领域。
发展前景
1 技术不断革新
超声波式传感器的技术不断发展，性能不断提升。
2 应用领域不断拓展
超声波式传感器在医疗、安防等领域有着广泛的应用前景。
3 市场需求增长
随着智能设备的普及，对超声波式传感器的需求不断增长。
总结
1 超声波式传感器的应用前景广阔
在不同领域都有着无限的可能性。
2 发展潜力巨大
随着技术的不断进步，超声波式传感器有望 成为未来重要的技术发展领域的代表之一。
工作原理
1 超声波的发射和接收
传感器通过发射超声波脉冲并接收反射回来的信号来计算距离。
2 时间测量和距离计算
传感器测量超声波的往返时间，并根据声速计算出物体与传感器之间的距离。
结构组成
超声波传感器的主体结构
传感器主体通常由外壳、传感器元件和连接线组成。
超声波测距精选PPT演示文稿
19
距离计算
距离计算公式： D=S/2=(V×t)/2
20
开始
系统初始化 发送超声波 等待发射超声波
计算距离 显示结果
21
重新开始
初始化
超声测距器单片机程序
/*--------------------------------------
MCU AT89C51 XAL 12MHz
--------------------------------------*/
❖ uchar tab2[]={0x01,0x02,0x04,0x08,};
❖ extern void cs_t(void);
❖ extern void delay(uint);
❖ data uchar dispram[5];
❖ void dΒιβλιοθήκη splay()❖ { int j;
❖ for(j=0;j<=3;j++)
❖ {P0=tab1[dispram[j]];
❖
P2=tab2[j];delay(2);
❖
}
❖
}
❖ data uchar testok;
22
主程序
❖ void main(void) ❖{ ❖ data uint i; ❖ data ulong time; ❖ P0 = 0xff; /*初始化*/ ❖ P2 = 0xff; ❖ TMOD = 0x11; /*工作方式选择*/ ❖ IE = 0x80; /*CPU开中断*/ ❖ while (1) ❖{ ❖ cs_t(); /*产生 40KHz的方波*/ ❖ delay(1); ❖ testok = 0; ❖ EX0 = 1; /*开外部中断0 */ ❖ ET0 = 1; /*开定时/计数器0 */ ❖ while(!testok) display(); ❖
距离计算
距离计算公式： D=S/2=(V×t)/2
20
开始
系统初始化 发送超声波 等待发射超声波
计算距离 显示结果
21
重新开始
初始化
超声测距器单片机程序
/*--------------------------------------
MCU AT89C51 XAL 12MHz
--------------------------------------*/
❖ uchar tab2[]={0x01,0x02,0x04,0x08,};
❖ extern void cs_t(void);
❖ extern void delay(uint);
❖ data uchar dispram[5];
❖ void dΒιβλιοθήκη splay()❖ { int j;
❖ for(j=0;j<=3;j++)
❖ {P0=tab1[dispram[j]];
❖
P2=tab2[j];delay(2);
❖
}
❖
}
❖ data uchar testok;
22
主程序
❖ void main(void) ❖{ ❖ data uint i; ❖ data ulong time; ❖ P0 = 0xff; /*初始化*/ ❖ P2 = 0xff; ❖ TMOD = 0x11; /*工作方式选择*/ ❖ IE = 0x80; /*CPU开中断*/ ❖ while (1) ❖{ ❖ cs_t(); /*产生 40KHz的方波*/ ❖ delay(1); ❖ testok = 0; ❖ EX0 = 1; /*开外部中断0 */ ❖ ET0 = 1; /*开定时/计数器0 */ ❖ while(!testok) display(); ❖
超声波传感器-PPT课件.ppt
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
原理简述
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。
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。
在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和 超声波测厚两种。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电式超声波接收器是有时就用同一个换能兼做发生和 接受器两种用途。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电陶瓷芯片
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
超 声 波 流 量 计 现 场 使 用
石料测量
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
原理简述
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。
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。
在工业方面，超声波的典型应用是对金属的无损探伤和 超声波测厚两种。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电式超声波接收器是有时就用同一个换能兼做发生和 接受器两种用途。
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
压电陶瓷芯片
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
超 声 波 流 量 计 现 场 使 用
石料测量
在日常生活中，随处都可以看到浪费 粮食的 现象。 也许你 并未意 识到自 己在浪 费，也 许你认 为浪费 这一点 点算不 了什么
《超声波传感器》课件 (2)
机器人技术
超声波传感器被用于机器人导航和障碍物避免， 使机器人能够感知周围环境并做出相应的动作。
安防监控
超声波传感器可用于安防监控系统，如入侵检测、 人员计数和距离报警等方面。
超声波传感器的优点
1 非接触式测量
2 高精度
超声波传感器能够在非接触状态下进行测量， 不会对目标物造成损害。
超声波传感器具有高精度的测量能力，能够 实现毫米级的测距精度。
《超声波传感器》PPT课 件 (2)
欢迎来到《超声波传感器》PPT课件第2页。本节将介绍超声波传感器的定义， 原理，应用领域，优点，局限性，市场前景和发展趋势。
超声波传感器的定义
超声波传感器是一种利用超声波进行测距和检测目标的设备。它通过发射超声波脉冲并接收其反射信号来实现 距离测量和障碍物检测。
3 无法穿透障碍物
超声波无法穿透某些物质，如金属和玻璃， 对于这些物体的测量会有局限性。
4 多路径效应
超声波在某些环境中可能会受到多路径效应 的影响，导致测量结果不准确。
超声波传感器的市场前景
1
增长迅速
随着工业自动化和智能设备的发展，声波传感器在各个领域的应用越来越广泛，市场潜力巨大。
3
技术不断进步
超声波传感器技术正在不断进步，新的应用和功能不断涌现。
超声波传感器的发展趋势
增强感知能力
超声波传感器将越来越具备环境 感知和物体识别的能力，实现更 智能化的应用。
微型化设计
无线通信
超声波传感器将越来越小巧轻便， 适应各种复杂场景和紧凑空间的 应用需求。
超声波传感器将实现无线通信技 术，方便远程监控和数据传输。
3 适用于不同环境
超声波传感器在各种环境下都能正常工作， 包括室内、室外、水下等。
《超声波测距传感器》课件
《超声波测距传感器 》PPT课件
• 引言 • 超声波测距传感器的工作原理 • 超声波测距传感器的应用 • 超声波测距传感器的技术发展 • 结论
目录
Part
01
引言
主题简介
超声波测距传感器
利用超声波进行距离测量的传感器。
工作原理
通过发送超声波并测量其往返时间，计算目标物体的距离。
应用领域
机器人定位、自动驾驶、无人机避障等。
应用场景
在安全监控、智能家居、智能交 通等领域，用于检测入侵者、自 动门控制、车辆流量监测等。
优势与挑战
移动物体检测具有实时性好、响 应速度快、可靠性高等优点，但 同时也存在对噪声和干扰敏感的 问题。
液位测量
液位测量概述
01
超声波测距传感器常用于液位测量，通过测量液面与传感器之
间的距离，实现对液位的精确控制。
应用场景
02
在化工、食品、医药等领域，用于储罐液位监控、管道流量控
制等。
优势与挑战
03
液位测量具有测量精度高、稳定性好等优点，但同时也需要注
意传感器与液体介质的兼容性和防腐蚀等问题。
Part
04
超声波测距传感器的技术发展
技术进步与挑战
超声波测距传感器技术不断进步，测 量精度和稳定性不断提高。
面临的挑战包括如何进一步提高测量 精度、降低成本以及优化性能参数等
相比于其他传感器，超声 波测距传感器具有较高的 精度和稳定性。
实时性
能够快速响应并测量距离 ，适用于需要实时反馈的 场景。
成本优势
相比于激光雷达等高精度 测距设备，超声波测距传 感器成本较低。
主题的背景
STEP 01
技术发展
STEP 02
• 引言 • 超声波测距传感器的工作原理 • 超声波测距传感器的应用 • 超声波测距传感器的技术发展 • 结论
目录
Part
01
引言
主题简介
超声波测距传感器
利用超声波进行距离测量的传感器。
工作原理
通过发送超声波并测量其往返时间，计算目标物体的距离。
应用领域
机器人定位、自动驾驶、无人机避障等。
应用场景
在安全监控、智能家居、智能交 通等领域，用于检测入侵者、自 动门控制、车辆流量监测等。
优势与挑战
移动物体检测具有实时性好、响 应速度快、可靠性高等优点，但 同时也存在对噪声和干扰敏感的 问题。
液位测量
液位测量概述
01
超声波测距传感器常用于液位测量，通过测量液面与传感器之
间的距离，实现对液位的精确控制。
应用场景
02
在化工、食品、医药等领域，用于储罐液位监控、管道流量控
制等。
优势与挑战
03
液位测量具有测量精度高、稳定性好等优点，但同时也需要注
意传感器与液体介质的兼容性和防腐蚀等问题。
Part
04
超声波测距传感器的技术发展
技术进步与挑战
超声波测距传感器技术不断进步，测 量精度和稳定性不断提高。
面临的挑战包括如何进一步提高测量 精度、降低成本以及优化性能参数等
相比于其他传感器，超声 波测距传感器具有较高的 精度和稳定性。
实时性
能够快速响应并测量距离 ，适用于需要实时反馈的 场景。
成本优势
相比于激光雷达等高精度 测距设备，超声波测距传 感器成本较低。
主题的背景
STEP 01
技术发展
STEP 02
【精品】传感器技术及应用第五章超声波传感器PPT课件
5.3 超声波检测技术的应用
在生产实践中，有时只需要知道液面是否升到或降到某个或 几个固定高度，则可采用图5-7所示的超声波定点式液位计， 实现定点报警或液面控制。图5-7(a)、(b)为连续波阻抗式液 位计的示意图。由于气体和液体的声阻抗差别很大，当探头 发射面分别与气体或液体接触时，发射电路中通过的电流也 就明显不同。因此利用一个处于谐振状态的超声波探头，就 能通过指示仪表判断出探头前是气体还是液体。图5-7(c)、(d) 为连续波透射式液位计示意图。图中相对安装的两个探头， 一个发射，另一个接收。当发射探头发生频率较高的超声波 时，只有在两个探头之间有液体时，接收探头才能接收到透 射波。由此可判断出液面是否达到探头的高度。
1. 时差法测流量 采用测量两接头超声波传播时间和相位上的变化等方法，可
求得流体的流速和流量。图5-8所示为超声波测流体流量原理 图。 当A为发射探头、B为接收探头时，超声波传播速度为c+vcos， 于是顺流传播时间t1为
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5.3 超声波检测技术的应用
L
t1 c vcos
流体的平均流速为
2Lv cos
t c2
v c2 t
2L cos
(5-9) (5-10)
该测量方法精度取决于Δt的测量精度，同时应注意c并不是常 数，而是温度的函数。
2. 相位差法测流量
当A为发射探头、B为接收探头时，接收信号相对发射信号的 相位角φ1(当φ1很小时)为
1
c
L
vcos
式中 ω——超声波的角频率。
传感器技术及应用第五章 超声波传感器
5.1 超声检测的物理基础
振动在弹性介质内的传播称为波动，简称波。频率在20～ 2104 Hz之间，能为人耳所闻的机械波，称为声波；低于20 Hz的机械波，称为次声波；高于2104 Hz的机械波，称为超 声波，如图5-1所示。
超声波测距传感器(共11张PPT)
第三页，共11页。
超声波测距传感器
• 1.产品结构 因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵和振荡（纵波）。 以西安新敏电子公司产品为例，可看超声波测距传感器常用参数： 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。 在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。
• 2.性能分析 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。 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。 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。 另外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。 在0 ℃时v = 331. 因温度所引起的速度影响将在软件里处理.
第四页，共11页。
产品结构
• 超声波测距传感器主要由压电晶片组成，既可以发 射超声波，也可以接收超声波。超声波测距传感器 有许多不同的结构，可分直式测距传感器（纵波）、 斜式测距传感器（横波）、表面式测距传感器（表 面波）、兰姆波式测距传感器（兰姆波）、双式测 距传感器（一个反射、一个接收）等
第五页，共11页。
第二页，共11页。
工作原理
• 超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种 形式：横向振荡（横波）及纵和振荡（纵波）。 在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在 气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另 外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中 有衰减。在空气中传播超声波，其频率较低，一 般为几十KHZ，而在固体、液体中则频率可用得较 高。在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播， 衰减较小，传播较远。
超声波测距传感器
• 1.产品结构 因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵和振荡（纵波）。 以西安新敏电子公司产品为例，可看超声波测距传感器常用参数： 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。 在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播，衰减较小，传播较远。
• 2.性能分析 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。 超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。 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。 另外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中有衰减。 在0 ℃时v = 331. 因温度所引起的速度影响将在软件里处理.
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产品结构
• 超声波测距传感器主要由压电晶片组成，既可以发 射超声波，也可以接收超声波。超声波测距传感器 有许多不同的结构，可分直式测距传感器（纵波）、 斜式测距传感器（横波）、表面式测距传感器（表 面波）、兰姆波式测距传感器（兰姆波）、双式测 距传感器（一个反射、一个接收）等
第五页，共11页。
第二页，共11页。
工作原理
• 超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种 形式：横向振荡（横波）及纵和振荡（纵波）。 在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在 气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另 外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中 有衰减。在空气中传播超声波，其频率较低，一 般为几十KHZ，而在固体、液体中则频率可用得较 高。在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播， 衰减较小，传播较远。
超声波传感器及应用PPT课件
无创无痛
实时监测
医学超声成像系统能够实时获取人体 内部结构的图像，有助于医生及时发 现病变并进行诊断。
医学超声成像系统具有无创、无痛、 无辐射的特点，对患者的身体不会造 成伤害，特别适合孕妇和儿童的检查。
工业无损检测技术
检测材料内部缺陷
工业无损检测技术利用超声波传感器对材料进行无损检测，能够 检测出材料内部的裂纹、气孔、夹杂物等缺陷。
工业检测
01
无损检测
超声波传感器在工业领域中广泛应用于无损检测，通过向材料发射超声
波并分析回声信号，可以检测材料内部是否存在缺陷、裂纹或气孔等问
题。这种检测方法具有高精度和高效率的特点。
02
流量和液位测量
超声波传感器可用于测量流体的流量和液位高度。通过测量超声波在流
体中传播的时间或频率，可以推算出流体的流速、流量或液位高度等信
此外，随着物联网、人工智能等技术的不断发展，超声波 传感器在智能感知和物联网领域的应用前景也值得进一步 探讨和研究。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
可以分为压电式、磁致伸 缩式、电磁式等类型的超 声波传感器。
按工作频率分类
可以分为低频、中频和高 频超声波传感器。
按用途分类
可以分为医用、工业用、 军用等不同类型的超声波 传感器。
03 超声波传感器的应用领域
医学诊断
医学诊断
超声波传感器在医学领域中广泛应用于诊断和监测。通过向人体发射超声波并接收其回声 ，可以无创地检测和评估器官、血管和组织的结构和功能。例如，超声心动图用于检测心 脏疾病，超声成像用于诊断腹部和妇科疾病。
降低成本与推广应用
批量生产与制造成本降低
通过优化生产工艺和实现规模化生产， 降低超声波传感器的制造成本，促进其 推广应用。
《超声波式传感器》PPT课件
磁致伸缩超声波接收器是利用磁致伸缩的逆效应而制成的。当超声波作用到磁 致伸缩材料上时，使磁致材料伸缩，引起它的内部磁场(即导磁特性)的变化。 根据电磁感应，磁致伸缩材料上所绕的线圈获得感应电动势，并将此电动势送 到测量电路及记录显示设备。它的结构也与发生器差不多。
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超声波传感器对
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纵 波
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横波
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表面波
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超声波的反射和折射
入 射波
反 射波
介 质1 介 质2
′
o
折 射波
图10-2 超声波的反射和折射
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4.6.3 超声波传感器原理
利用超声波物理特性和各种效应而研制的装置称为超声波换能器，或超声波探 测器、超声波传感器，有时也叫超声波探头。
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1992年11月24日，桂林上空发生了一起空难，141人死亡。 当事件的原因经多方解释而未肯定之时，中国声学研究所 的专家，提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠 毁的可能性。桂林属半丘陵地带，气团依山势走向而上下 浮动，引起气流震动，会产生一种“山背波”的次声波， 当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时， 如同落入一个风旋涡中，在挤压力、冲力等多种强劲外力 的作用下，将造成飞机失控、产生机毁人亡的恶果。还有 研究结果表明，次声波对飞机的影响还有一种“生物效 应”。该理论认为，当次声波的频率接近人体频率时，就 有可能产生“共振”，飞机驾驶员无法承受这种强烈的效 应，就有致命的危险。也就是说，此次空难的凶手很可能 就是这种次声波。
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超声波传感器对
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表面波
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超声波的反射和折射
入 射波
反 射波
介 质1 介 质2
′
o
折 射波
图10-2 超声波的反射和折射
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4.6.3 超声波传感器原理
利用超声波物理特性和各种效应而研制的装置称为超声波换能器，或超声波探 测器、超声波传感器，有时也叫超声波探头。
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1992年11月24日，桂林上空发生了一起空难，141人死亡。 当事件的原因经多方解释而未肯定之时，中国声学研究所 的专家，提出了存在着因“次声波”的作用而致使飞机坠 毁的可能性。桂林属半丘陵地带，气团依山势走向而上下 浮动，引起气流震动，会产生一种“山背波”的次声波， 当飞机遇到这种危害极大的由次声波引起的晴空湍流时， 如同落入一个风旋涡中，在挤压力、冲力等多种强劲外力 的作用下，将造成飞机失控、产生机毁人亡的恶果。还有 研究结果表明，次声波对飞机的影响还有一种“生物效 应”。该理论认为，当次声波的频率接近人体频率时，就 有可能产生“共振”，飞机驾驶员无法承受这种强烈的效 应，就有致命的危险。也就是说，此次空难的凶手很可能 就是这种次声波。
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《超声波测距》课件
超声波信号处理算法
信号滤波
去除噪声干扰，提高信号质量。
信号处理算法选择
根据实际情况选择合适的信号处 理算法，如FFT、小波变换等。
信号放大
将微弱的超声波信号放大，便于 后续处理。
信号解调
将调制的超声波信号解调为原始 信号。
数据存储与传
数据存储
将测量得到的距离数据存 储在本地存储器中，如SD 卡、硬盘等。
精度提升
随着技术的不断进步，超声波测 距的精度有望进一步提高，以满
足更精确的测量需求。
实时性增强
优化算法和硬件设计，提高超声 波测距的响应速度，实现更快速
的实时测距。
智能化集成
将超声波测距与其他传感器和智 能化技术结合，开发出更高效、
智能的测距系统。
未来研究方向
多传感器融合
研究如何将超声波测距与其他传感器（如红外、激光等）进行融 合，提高测距系统的综合性能。
数据传输
通过串口、蓝牙、WiFi等 方式将数据传输到上位机 或云平台，进行进一步的 分析和处理。
数据安全
对存储和传输的数据进行 加密处理，保证数据的安 全性。
Part
05
实验与测试
实验环境与设备
实验环境
室内、室外、无障碍物和有障碍 物等不同环境。
设备
超声波测距模块、微控制器、电 源、连接线等。
实验数据与分析
幅值法
通过比较超声波发射与接 收的信号幅值，判断距离 。当幅值低于预设阈值时 ，认为目标距离较远。
Part
03
硬件设备与搭建
超声波传感器
超声波传感器是实现超声波测距 的关键部件，它能够将电能转换
为声能，并向外发出超声波。
常见的超声波传感器有压电式、 磁致伸缩式和电磁式等，其中压 电式传感器因其结构简单、性能
超声波检测传感器84页PPT
超声波检测传感器
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志பைடு நூலகம்大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志பைடு நூலகம்大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
说课课件超声波传感器测距探究.pptx
过程与方法
１、养成利用信息技术平台进行自主学习的习惯； ２、在测距实验及成果展示中体验合作学习的优势； ３、在发现问题—分析问题—解决问题的过程中，学会探究学习；
情感与价值观
1、增强健康的坐姿意识； 2、建立合作、探究、分享的意识。
教学分析 教学重难点
重点
1、超声波传感器连接方法及测量结果观察方法。 2、用”如果……那么……否则……”模块编写程序， 启动信号，提醒坐姿；
情感方面
对创客工具本身的好奇心刚刚建立，需要特定的情境来激发持续的学习兴趣
能力方面
学生能从坐姿现象中发现问题，但分析问题比较片面，探究能力也存在个体差异， 需要同伴互助
教学分析 教学目标
知识与技能
1、学会连接超声波传感器到ARDUINO板对应端口，学会观察测量结果； 2、能说出超声波无效反射路径对测量结果的影响及改进措施； 3、学会应用AS-block的选择控制模块进行编程；
教学过程·小组探究
任务：连接端口，观察距离 方法： １、学案指导； ２、动手连接“玩中学”；
连接端口 观察距离
分析原理 改进测量
学习编程 启动信号
教学过程·小组探究
任务：连接端口，观察距离 方法： ３、借小猫角色 “说‘距离’” ４、小组合作，活动积分评价； ５、填写数据，平台收集；
连接端口 观察距离
目录
CATALOG
01
02
03
04
教学分析
Teaching Anlysis
教学策略
Teaching Design
教学过程
Teaching Process
教学反思
Teaching Refletion
教学分析
项目分析 学情分析 教学目标 教学重点 教学难点
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性能指标
• 主要有三个参数： • 工作频率
• 工作温度
• 灵敏度
• 以西安新敏电子公司产品为例，可看超声波测距 传感器常用参数：
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超声波测距仪（车用雷达）
• 硬件组成：AT89C51 单片机最小系统、超声波探头、超 声波、发射接收系统、DS18B20 测温系统、显示装置
• 测距原理：根据公式s = v ×t 可知,只要知道速度v 和声波 在空气中行走的时间t , 即可相乘得到距离s . 简化声波在 空气中速度v 与温度的关系,有v = 331. 5 + 0.607 t . 在0 ℃时v = 331. 5 m/ s. 常温20 ℃时v =343. 64 m/ s. 因温度 所引起的速度影响将在软件里处理. 测定超声波被障碍物 反射接收时刻与超声波发出时刻差值Δt , 此Δt 即为声波在 空气中的传播时间. 在利用MCS251 系列单片机AT89C51 中定时器T0 计时, 通过软件数字处理得距离s = vt/ 2
系统设计组成
• 1.超声波发射接收部分 • 2.放大电路 • 3.整形电路 • 4.测温电路
谢谢观赏！
超声Байду номын сангаас测距传感器
简介
• 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。
超声波测距传感器
• 1.产品结构 • 2.性能分析 • 3.实际应用
产品结构
• 超声波测距传感器主要由压电晶片组成，既可以 发射超声波，也可以接收超声波。超声波测距传 感器有许多不同的结构，可分直式测距传感器 （纵波）、斜式测距传感器（横波）、表面式测 距传感器（表面波）、兰姆波式测距传感器（兰 姆波）、双式测距传感器（一个反射、一个接收） 等
工作原理
• 超声波是一种在弹性介质中的机械振荡，有两种 形式：横向振荡（横波）及纵和振荡（纵波）。 在工业中应用主要采用纵向振荡。超声波可以在 气体、液体及固体中传播，其传播速度不同。另 外，它也有折射和反射现象，并且在传播过程中 有衰减。在空气中传播超声波，其频率较低，一 般为几十KHZ，而在固体、液体中则频率可用得较 高。在空气中衰减较快，而在液体及固体中传播， 衰减较小，传播较远。