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最新国家开放大学电大《传感器与测试技术（本）》网络核心课形考网考作业及答案100%通过考试说明：2018年秋期电大把《传感器与测试技术》网络核心课纳入到“国开平台”进行考核，它共有四个形考任务，针对该门课程，本人汇总了该科所有的题，形成一个完整的标准题库，并且以后会不断更新，对考生的复习、作业和考试起着非常重要的作用，会给您节省大量的时间。
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形考作业1一、判断题（共20小题，每小题5分，共100分）题目11．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。
选择一项：对错题目22．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。
选择一项：对错题目33．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。
选择一项：对错题目44．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。
选择一项：对错题目55．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。
选择一项：对错题目66．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。
选择一项：对错题目77．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。
选择一项：对错题目88．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L 或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。
选择一项：对错题目99．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。
选择一项：对错题目1010．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。
选择一项：对错题目1111．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。
选择一项：对错题目1212．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。
选择一项：对错题目1313．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。
最新国家开放大学电大《传感器与测试技术》期末题库及答案考试说明：本人针对该科精心汇总了历年题库及答案，形成一个完整的题库，并且每年都在更新。
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《传感器与测试技术》题库及答案一一、简答题(每题6分。
共24分)1．静特性：2．线性度：3．涡流效应：4．磁电式传感器有何优点?二、选择题(每空3分，共30分)1．将电容量转换成电量的电路称作电容式传感器的转换电路，它们的种类很多，目前较常采用的有( )、调频电路、脉冲调宽电路和运算放大器式电路等。
A．滤波电路B．差动电路C．屏蔽电路D．电桥电路2．传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
动态特性好的传感器，( )。
A．其测量的绝对误差与仪表的满量程之比小B．其输出量随时间变化的曲线与被测量随时间变化的曲线一致或者相近C．其输出量中与被测输入量无关的不需要的变化小D．其动态数学模型可以用线性常系数微分方程来表示3．当声波传播至两介质的分界面，一部分能重返回原介质，称为反射波；另一部分能量透过介质面，到另一介质内继续传播，称为( )。
A．驻波B．兰姆波C．折射波D．波型转换4．为了消除应变片的温度误差，可采用的温度补偿措施包括：单丝自补偿法、( )和桥路补偿法。
A．双丝自补偿法B．温度补偿法C．电流补偿法D．电压补偿法5．超声波的频率高(可达l09Hz)，因而( )，绕射现象小，方向性好，能够成为射线而定向传播。
A．速度快B．波长短C．波长长D．速度慢6．在相同的电压和相同幅值的光强度下，当入射光以不同的正弦交变频率调制时，光敏元件输出的光电流J 和灵敏度S 随调制频率厂变化的关系：)(),(21f f S f f I ==称为( )。
超声波传感器的工作原理1、超声波传感器概述超声波传感器主要材料有压电晶体（电致伸缩）及镍铁铝合金（磁致伸缩）两类。
电致伸缩的材料有锆钛酸铅（PZT）等。
压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收到超声波时，也能转变成电能，所以它可以分成发送器或接收器。
有的超声波传感器既作发送，也作接收。
小型超声波传感器，发送与接收略有差别，它适用于在空气中传播，工作频率一般为23～25kHz及40～45kHz。
这类传感器适用于测距、遥控、防盗等用途。
另有一种密封式超声波传感器，它的特点是具有防水作用（但不能放入水中），可以作料位及接近开关用，它的性能较好，如下图所示。
▲超声波探头2、超声波传感器的类型与组成超声波应用有三种基本类型，透射型用于遥控器、防盗报警器、自动门、接近开关等；分离式反射型用于测距、液位或料位；反射型用于材料探伤、测厚等。
超声波传感器由发送传感器（或称波发送器）、接收传感器（或称波接收器）、控制部分与电源部分组成。
发送传感器由发送器与使用直径为15mm左右的陶瓷振子换能器组成，换能器的作用是将陶瓷振子的电振动能量转换成超能量并向空中辐射；而接收传感器由陶瓷振子换能器与放大电路组成，换能器接收波产生机械振动，将其变换成电能量，作为传感器接收器的输出，从而对发送的超声波进行检测，如下图所示。
▲超声波发射接收器a）超声波发送器b）超声波接收器而实际使用中，用作发送传感器的陶瓷振子也可以用作接收传感器的陶瓷振子。
控制部分主要对发送器发出的脉冲链频率、占空比及稀疏调制和计数及探测距离等进行控制。
若对发送传感器内谐振频率为40kHz的压电陶瓷片（双晶振子）施加40kHz高频电压，则压电陶瓷片就根据所加高频电压极性伸长与缩短，于是发送40kHz频率的超声波，其超声波以疏密形式传播（疏密程度可由控制电路调制），并传给波接收器。
接收器是利用压力传感器所采用的压电效应的原理，即在压电元件上施加压力，使压电元件发生应变，则产生一面为“+”极，另一面为“-”极的40kHz正弦电压。
超声波流量计工作原理及分类和选型应用2022年12月13日05:05生意社生意社12月13日讯一、CCS超声波流量计的工作原理及分类超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，如果在现场配以温度、压力仪表，经过密度补偿，还可以求得质量流量。
当超声波在流动的介质中传播的时候，相对于固定的坐标系统而言（如管道中的管壁），其声波的某些声学特性与静止介质中的声特性是不同的，在其基础上又叠加上了流体的流速信息，因而根据超声波某些声学特性随流速的变化就可以求出介质的流速。
超声波流量计根据测量原理的不同，种类较多，大致可以分为以下几类：1.传播速度法（时差法、相位差法和频差法）2.多普勒法3.相关法4.波束偏移法等。
但是目前最常采用的测量方法主要有两类：时差法和多普勒效应法。
同时，根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计二、超声波流量计的选型应用根据原理不同：1、多谱勒式超声波流量计的选型多普勒法超声波流量计依靠水中杂质的反射来测量水的流速，因此适用于杂质含量较多的脏水和浆体，如城市污水、污泥、工厂排放液、杂质含量稳定的工厂过程液等，而且可以测量连续混入气泡的液体。
但是根据测量原理，被测介质中必须含有一定数量的散射体（颗粒或气泡），否则仪表就不能正常工作。
2、时差式超声波流量计的选型目前生产最多、应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。
它主要用来测量洁净的流体流量，在自来水公司和工业用水及江河水、回用水领域，得到广泛应用。
时差式超声波流量计此外可以测量杂技含量不高(杂质含量小于10g/L，粒径小于1mm)的均匀流体，如污水等介质的流量，但不能测量含有影响超声波传播的连续混入气泡或体积较大固体物的液体。
在这种情况下应用，应在换能器的上游进行消气、沉淀或过滤。
在悬浮颗粒含量过多或因管道条件致使超声信号严重衰减而不能测量时，有时可以试降低换能器频率，予以解决。
而且精度可达±1%。
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形考作业1一、判断题（共20小题，每小题5分，共100分）题目11．测试技术在自动控制系统中也是一个十分重要的环节。
选择一项：对错题目22．金属应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小。
选择一项：对错题目33．热敏电阻传感器的应用范围很广，但是不能应用于宇宙飞船、医学、工业及家用电器等方面用作测温使用。
选择一项：对错题目44．电容式传感器的结构简单，分辨率高，但是工作可靠性差。
选择一项：对错题目55．电容式传感器可进行非接触测量，并能在高温、辐射、强烈振动等恶劣条件下工作。
选择一项：对错题目66．电容式传感器不能用于力、压力、压差、振动、位移、加速度、液位的测量。
选择一项：对错题目77．电感传感器的基本原理不是电磁感应原理。
选择一项：对错题目88．电感式传感器可以将被测非电量转换成线圈自感系数L 或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。
选择一项：对错题目99．互感传感器本身是变压器，有一次绕组圈和二次绕组。
选择一项：对错题目1010．差动变压器结构形式较多，有变隙式、变面积式和螺线管式等，但其工作原理基本一样。
选择一项：对错题目1111．传感器通常由敏感器件、转换器件和基本转换电路三部分组成。
选择一项：对错题目1212．电容式传感器是将被测量的变化转换成电容量变化的一种传感器。
选择一项：对错题目1313．电阻应变片的绝缘电阻是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值。
超声波传感器工作原理超声波传感器是一种常用的无接触式传感器，通过发射超声波并接收其反射信号来实现测量、距离和检测等功能。
在工业、汽车、医疗和消费电子等领域被广泛应用。
本文将介绍超声波传感器的工作原理。
超声波传感器的工作原理基于声波的特性。
声波是一种机械波，传播速度较快，频率一般在20kHz至200kHz之间。
传感器通过发射超声波并接收其反射信号，可以测量物体的距离、位置和速度等参数。
超声波传感器通常由发射器、接收器和控制电路组成。
发射器产生超声波，通常采用压电材料，如PZT（铅锆酸钛）晶体。
当施加电压时，PZT晶体会振动，并在其表面产生超声波。
超声波的频率可以根据应用的需求进行调整。
发射的超声波在空气中以声速传播，当超声波与物体相遇时，会发生反射。
接收器接收到反射的超声波，并将其转换成电信号。
接收器通常也是采用压电材料，同样是PZT晶体。
当超声波击打到PZT 晶体上时，晶体被压缩产生电荷，这个电信号被传送到控制电路。
控制电路对接收到的电信号进行处理，计算出超声波的往返时间。
根据声波的速度和往返时间，可以计算出物体与超声波传感器之间的距离。
传感器可以通过测量超声波的往返时间来检测物体的位置或移动速度。
超声波传感器具有高精度、快速响应和广泛的测量范围等优点。
它可以测量非常小的距离，例如几毫米，也可以测量较长的距离，例如几米。
这使得超声波传感器在许多应用中变得非常重要。
超声波传感器广泛应用于工业自动化中的测距和检测任务。
例如，在机器人操作中，超声波传感器可以帮助机器人感知并避开障碍物。
在汽车行业，超声波传感器用于倒车雷达系统，可以帮助驾驶员避免碰撞。
此外，超声波传感器还用于医疗行业的诊断设备和消费电子产品，如智能手机的距离检测。
尽管超声波传感器在许多应用中具有优势，但也存在一些限制。
例如，超声波的传播受到环境因素的影响，如温度、湿度和空气密度等。
此外，超声波传感器对目标物体的特性也有一定的要求，如目标物体必须具有足够的表面反射性。
超声波传感器工作原理
超声波传感器的工作原理主要基于超声波的发射和接收。
它由发射器和接收器
两部分组成，发射器发出超声波脉冲，然后接收器接收被测物体反射回来的超声波，并计算出被测物体与传感器之间的距离。
超声波传感器的工作原理可以简单概括为发射-接收-计算-输出的过程。
首先，超声波传感器通过发射器发出一定频率的超声波脉冲。
这些超声波脉冲
在空气中传播，当遇到物体时会被反射回来。
接收器接收到被测物体反射回来的超声波，并记录下超声波的传播时间。
根据声速和传播时间的关系，可以计算出被测物体与传感器之间的距离。
超声波传感器的工作原理基于声波在空气中传播的特性。
声波在空气中传播的
速度是一个常数，约为340米/秒。
因此，通过测量超声波从发射到接收的时间，
可以计算出被测物体与传感器之间的距离。
这种测距原理简单而有效，使得超声波传感器成为测距和障碍物检测的理想选择。
除了测距外，超声波传感器还可以实现障碍物检测。
当有物体遮挡超声波的传
播路径时，接收器接收到的超声波信号会发生改变，从而可以判断出是否有障碍物存在。
这种障碍物检测的原理也是基于超声波的发射和接收，通过检测超声波的反射情况来判断是否有障碍物存在。
总的来说，超声波传感器的工作原理是基于超声波的发射和接收，利用声波在
空气中传播的特性实现距离测量和障碍物检测。
这种工作原理简单而有效，使得超声波传感器在各种领域得到广泛应用。
希望本文能够帮助读者更好地理解超声波传感器的工作原理，为相关领域的应用提供帮助。
传感器应用技术(答案) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII四、传感器技术的发展趋势教学目标课，你们想怎样上？方法：评分标准分组：评分标准：（100分制）第一章传感器基础什么是传感器？思考：人身上有传感器吗是什么类型传感器传感器传感器的应用第二章光电式传感器光电式传感器的分类：一、预习问题储料仓二、问题解答概念题1、什么是外光电效应、光电管？光电效应光子能量光子能量吸收光子能量外光电效应使电子逸出物体表面光电管：光电阴极光电阳极光电子光电流光照强度光阴极的灵敏度电阻上的电压一定函数关系2、什么是光电倍增管？若干个倍增极逐级轰击次级发射倍增极106～108倍于紫外/可见/近红外光光度计，旋光仪、糖度计，发光分光光度计等3、什么是内光电效应、光敏电阻？电阻率阻值电流内光电效应开关式光电信号电阻率低阻态阻值亮电流原值呈高阻态4、光电二极管、光电三极管的结构光电特性反向反向偏置反向电阻光电流与阳极电压U AUminI∮U AU AUzI∮UAI∮UQ。
5、请举光源本身是被测物的光电传感器应用实例。
直接照射某些物理参数6、请举被测物吸收光通量的光电传感器应用实例。
光通量光电元件吸收量1—恒流源 2—半导体激光器 3—半反半透镜 4—反射镜5—被测水样 6、9—光电池 7、10—电流/电压转换器8—标准水样恒定红外光部分红外光减弱7、请列举被测物体反射光通量的光电传感器应用实例。
反射反射光通量性质、状态和与光源之间的距离8、请举被测物遮挡光通量的光电传感器应用实例。
光通量减弱尺寸或位置正确位置零遮光面积方向及大小9、什么是光电开关？分别用图片介绍对射式、镜反射式、漫反射式、槽式、光纤式光电开关的用法。
靠近和通过强弱变化电流的变化电隔离的(即电缘绝)“通”与“断”n10、什么是计量光栅莫尔条纹的工作原理应用举例等节距刻线结构原理简单、计量精度高和分辨力强11、什么是光纤传感器其在检测温度、加速度方面怎么应用光纤自身直接接收长度、折射率、直径振幅（强度）、相位、波长和偏振方向被动式无需光源光强信号电信号考光束与测量光束光程差干涉效应电信号12、什么是红外线传感器有什么应用绝对零度热效应温度升高其他物理量自身的温度电信号光—热—电1、如图设计一套检测机构，检测输送带上往前输送的电路板的摆放位置是否正确。
数字式超声波探伤仪使用说明书目录第1章简介 (1)第2章仪器介绍 (4)第3章菜单条详介 (8)3.1 设定探头参数 (9)3.2 设定检波方式、回波显示方式、探头收发状况、发射脉冲宽度、带通选择 (10)3.3 设定或测量材料声速 (11)3.4 设定或测量零点 (12)3.5 设定或测量K值 (13)3.6 设定补偿判废定量测长搜索增量的dB数 (14)3.7 制作AVG或DAC曲线 (15)3.8 设定距离—增益提升参数 (16)3.9 开/关失波门启/停界面波功能微调界面波零点改变声程标尺设定抑制.. 173.10 探伤及存回波图 (18)3.11 动态波形描绘、存动态波形描绘图底波锁定切换 (19)3.12 B扫、存B扫记录图 (20)3.13 测厚度、存测厚数据 (21)3.14 回放以前记录的波形和当时的参数、时间 (22)3.15 设定时钟 (23)3.16 快速设定探伤参数 (24)3.17 系统设定 (25)第4章基本操作方法详介 (26)4.1 电源 (26)4.2 开/关机 (26)4.3 波门 (26)4.4 选择探伤文件 (27)4.5 参数、状态设置 (27)4.6 探伤 (32)4.7 B扫功能 (34)4.8 测量厚度 (34)第5章向PC机传送数据 (36)第6章注意事项 (37)第7章初学者基本知识 (39)7.1 超声波探伤原理 (39)7.2 仪器基本操作 (40)7.3 如何尽快使用探伤仪 (41)7.4 常用材料声速 (43)7.5 部份国家标准 (43)第1章简介本机是一款高性价比的数字式超声波探伤仪，它能快速低成本地探测工件内部裂缝，夹杂，气孔，疏松等多种缺陷，广范用于机械制造，钢结构，化工设备，造船，压力容器等领域进行质量控制的有力工具。
它较好地解决了有些数字式仪器操作不方便的问题，本机只设一级主菜单，故不用为了改变一个参数，而要记住主、子菜单之间的关系，而且有一个专用编码旋钮可非常方便地改变菜单号。
超声波传感器的工作原理
超声波传感器是一种常用的非接触式测距传感器，它通过发射超声波并接收其反射信号来实现距离测量。
超声波传感器主要由发射器、接收器、控制电路和显示装置等组成。
其工作原理如下：
1. 发射器发射超声波。
超声波传感器的发射器会向目标物体发射一束超声波脉冲，超声波是一种机械波，其频率通常在20kHz到200kHz之间。
超声波在空气中传播时速度较快，能够迅速到达目标物体并发生反射。
2. 超声波被目标物体反射。
当超声波遇到目标物体时，会发生反射。
目标物体表面的声波反射系数取决于目标物体的材质、形状和表面状态等因素。
反射信号会返回传感器的接收器。
3. 接收器接收反射信号。
超声波传感器的接收器接收到目标物体反射回来的超声波信号，并将其转换成电信号。
接收到的信号强度与目标物体与传感器之间的距离有关，距离越远，接收到的信号强度越弱。
4. 控制电路处理信号。
接收到的电信号会被传感器内部的控制电路处理，控制电路会根据接收到的信号强度计算出目标物体与传感器之间的距离。
这个距离值可以通过显示装置显示出来，或者通过其他方式输出。
超声波传感器的工作原理简单清晰，其测距精度高、响应速度快，因此在许多领域得到了广泛应用。
例如，在工业自动化中，超声波传感器可用于测量物体到机器人的距离，以便机器人进行精准的定位和操作；在汽车领域，超声波传感器可用
于倒车雷达系统，帮助驾驶员避免碰撞；在智能家居中，超声波传感器可用于智能灯光系统，实现人体感应控制灯光开关。
总之，超声波传感器以其可靠的测距性能和广泛的应用前景，成为了现代传感技术中的重要组成部分。
第一章测试1.#define SEG_D 4语句表示（）。
A:将4口定义为c 段B:将4口定义为b 段C:将4口定义为a 段D:将4口定义为d段答案:D2.#define COM2 11语句表示（）。
A:定义11口为片选3B:定义10口为片选1C:定义11口为片选0D:定义11口为片选2答案:D3.enum {Color_R,Color_G,Color_B,Color_RG,Color_RB,Color_GB,Color_RGB};枚举表示数值1-7（）。
A:错B:对答案:A4.analogWrite(LED_R,255)表示读取LED_R口数据（）。
A:错B:对答案:A5.shiftOut(dataPin, clockPin, bitOrder, byte_value);bitOrder 可以是 LSBFIRST或 MSBFIRST: LSBFIRST 最左边的 bit 最先送出（）。
A:对B:错答案:B6.利用万用表检测二极管正负极时，将万用表拨到二极管测量档，表笔与二极管的阳、阴极相连，如果读数在0.2~0.7之间，说明红色表笔连接的管脚为（）极，黑色表笔为（）极。
A:阳，阴B:阴，阴C:阴，阳D:阳，阳答案:A7.提出感知中国战略构想的是谁（）。
A:温家宝B:马云C:马化腾D:李鹏答案:A8.射频识别技术的简称（）。
A:RRRDB:RFIDC:RFIID:RLID答案:B9.感知层：是物联网的( )，是联系物理世界和信息世界的纽带。
A:应用技术B:使用技术C:入门技术D:核心技术答案:D10.( )网络则主要利用各种类型的传感器对物质性质、环境状态、行为模式等信息，开展大规模、长期、实时的获取。
A:有线传感器B:无线传感器C:有线感知D:无线感知答案:B11.物联网信息中心：（）作为处理大数据的重要平台为海量数据的存储和分析提供了有力的支持与保障。
A:物联网B:人工智能C:云计算D:大数据答案:C12.应用层从早期的以( )为主要特征：文件传输、电子邮件等。
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《传感器与测试技术》题库及答案一一、简答题(每小题5分。
共20分)1．传感器：2．静特性：3．霍尔效应：4．压电效应：二、选择题(选择正确的答案，将其对应的字母填入括号内。
每空3分。
共12分)5．在光的作用下，能够使物体内部产生一定方向的电动势的现象叫( )。
A ．声光效应B ．热释电效应C ．光电导效应D ．光生伏特效应6．应变片绝缘电阻R m 是指已粘贴的应变片的引线与被测试件之间的电阻值，通常要求R m 的范围是( )。
A ．50～100ΩM 以上B ．10～100ΩM 以上C ．50～l00ΩK 以上D ．100～500ΩM 以上7．利用光生伏特效应制成的光电器件有光敏二极管、光敏三极管和光电池等。
利用( )可制成半导体光敏电阻。
利用( )制成的光电器件有真空光电管、充气光电管和光电倍增管。
A ．压电效应B ．外光电效应C ．磁电效应D ．声光效应E ．光电导效应三、问答题(每小题6分，共24分)8．无失真检测的条件是什么?9．什么叫金属应变片的横向效应?10．磁电式传感器有何优点?11．简述电容式传感器的工作原理。
四、简答题(16分)12．请画出两种霍尔元件的驱动电路，简述其优缺点。
五、简述题(16分)13．常用的超声波探伤方法有哪些?各有什么特点?六、论述题(12分)14．简述传感器的选用原则与设计测试系统时应考虑的因素。
试题答案及评分标准一、简答题(每小题5分，共20分)1．传感器：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。
第11章超声波传感器及其应用随着现代科技的飞速发展，各种高新传感器应运而生，超声波传感器就是其中之一，在一些测量人们不方便到达的地方的一些物理量时，利用超声波传感器可以实现。
如果需要测量深井距离最好的方法就是利用超声波传感器帮助实现。
超声波传感器实物如图11-1所示。
图11-1 超声波传感器实物图超声波测量距离是最常用方法之一，测量距离的原理是测出超声波从发射到遇到障碍物返回所经历的时间，再乘以超声波速度就得到2倍的声源与障碍物之间的距离。
超声波传感技术应用在生产实践的不同方面，而医学应用也是其最主要的应用领域，下面以医学为例子说明超声波传感技术的应用。
超声波在医学上的应用主要是诊断疾病，它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法。
超声波诊断的优点是：对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等。
因而推广容易，受到医务工作者和患者的欢迎。
当超声波在人体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界面是，在该界面就产生反射回声。
每遇到一个反射面时，回声在示波器的屏幕上显示出来，而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低。
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。
过去，许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍，超声波传感技术的出现改变了这种状况。
当然更多的超声波传感器是固定地安装在不同的装置上，“悄无声息”地探测人们所需要的信号。
在未来的应用中，超声波将与信息技术、新材料技术结合起来，将出现更多的智能化、高灵敏度的超声波传感器。
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。
超声波距离传感器可以广泛应用在物位（液位）监测，机器人防撞，各种超声波接近开关，以及防盗报警等相关领域，工作可靠，安装方便，防水型，发射夹角较小，灵敏度高，方便与工业显示仪表连接。
11.1 超声波传感器为了正确使用超声波传感器，简单了解一下其工作原理十分必要。
11.1.1 超声波传感器原理超声波发射原理是把铁磁材料置于交变磁场中，产生机械振动，发射出超声波。
接收原理是当超声波作用在磁滞材料时，使磁滞材料磁场变化，使线圈产生感应电势输出。
超声波是指频率高于20kHz的机械波。
作为传感器它必须具备产生超声波和接收超声波的装置，完成这些功能的装置习惯上称为超声波换能器或超声波探头。
当电压作用于压电陶瓷时，就会随电压和频率变化产生机械变形。
另一方面当振动压电陶瓷时则会产生电荷。
利用这一原理，当给由两片压电陶瓷或一片压电陶瓷和一个金属片构成的振荡器（即双压电晶片元件）施加一个电信号时就会因为弯曲振动发出超声波。
相反当双压电晶片元件施加超声振动时就会产生一个电信号。
基于以上作用，就可以用压电陶瓷制成超声波传感器。
超声波传感器有发送器和接收器，但一个超声波传感器也可具有发送和接收双重作用。
超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转换，即在发射超声波的时候将电能转换成机械波发射；接收时将收到的回波转换成电信号。
超声波传感器是应用传感器头部的压振陶瓷的振动，产生高频(人耳听不见)声波来停止感应的，假如这声波碰到了某个物体反射回来，传感器就能接纳到回波。
传感器依据声波波长和发射及接纳回波的时间差就能肯定传感器探头与物体之间的间隔。
典型应用，一个传感器能够经过按钮的设定来具有近间隔和远间隔两种设定，无论物体在那一种界线里，传感器都能够检测到。
例如：超声波传感器能够装置在一个装液体的池子上，或者是一个装小球的箱子上，向这个容器发出声波，经过接纳到返回波的时间长短就能肯定这个容器是满的、空的或者是局部满的。
超声波传感器还能够是对射式的，即独立的发射器和接纳器。
当检测迟缓挪动的物体，或者需求快速响应或者在湿润环境中应用时，这种对射式或者叫分体式的超声波传感器十分适用。
11.1.2 超声波传感器的主要性能指标超声波传感器的主要性能指标有：1、工作频率工作频率就是压电晶片的共振频率。
当加到它两端交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出端能量最大，灵敏度也最高。
2、工作温度由于压电材料受温度变化而存在些许变化，对于小功率的超声波传感器功率比较低，可以长时间工作，而对于大功率的超声波传感器则工作时间不宜过长，如果需要长时间工作，应该采取散热手段。
超声波在空气中传播的速度，在340m/S左右，与环境温度和适度有关系的，所以超声波测距最好加温度补偿电路。
3、灵敏度主要取决于制造晶片本身，机电耦合系数大则灵敏度高，反之则低。
11.1.3 超声波的应用领域1.超声检验超声波的波长比一般声波要短，具有较好的方向性，而且能透过不透明物质，这一特性已被广泛用于超声波探伤、测厚、测距、遥控和超声成像技术。
超声成像是利用超声波呈现不透明物内部形象的技术。
把从换能器发出的超声波经声透镜聚焦在不透明试样上，从试样透出的超声波携带了被照部位的信息（如对声波的反射、吸收和散射的能力），经声透镜汇聚在压电接收器上，所得电信号输入放大器，利用扫描系统可把不透明试样的形象显示在荧光屏上。
上述装置称为超声显微镜。
超声成像技术已在医疗检查方面获得普遍应用，在微电子器件制造业中用来对大规模集成电路进行检查，在材料科学中用来显示合金中不同组分的区域和晶粒间界等。
声全息术是利用超声波的干涉原理记录和重现不透明物的立体图像的声成像技术，其原理与光波的全息术基本相同，只是记录手段不同而已。
用同一超声信号源激励两个放置在液体中的换能器，它们分别发射两束相干的超声波：一束透过被研究的物体后成为物波，另一束作为参考波。
物波和参考波在液面上相干叠加形成声全息图，用激光束照射声全息图，利用激光在声全息图上反射时产生的衍射效应而获得物的重现像，通常用摄像机和电视机作实时观察。
2.超声处理利用超声的机械作用、空化作用、热效应和化学效应，可进行超声焊接、钻孔、固体的粉碎、乳化、脱气、除尘、去锅垢、清洗、灭菌、促进化学反应和进行生物学研究等，在工矿业、农业、医疗等各个部门获得了广泛应用。
3.基础研究超声波作用于介质后，在介质中产生声弛豫过程，声弛豫过程伴随着能量在分子各自电度间的输运过程，并在宏观上表现出对声波的吸收。
通过物质对超声的吸收规律可探索物质的特性和结构，这方面的研究构成了分子声学这一声学分支。
普通声波的波长远大于固体中的原子间距，在此条件下固体可当作连续介质。
但对频率在1012Hz以上的特超声波，波长可与固体中的原子间距相比拟，此时必须把固体当作是具有空间周期性的点阵结构。
点阵振动的能量是量子化的，称为声子（见固体物理学）。
特超声对固体的作用可归结为特超声与热声子、电子、光子和各种准粒子的相互作用。
对固体中特超声的产生、检测和传播规律的研究，以及量子液体——液态氦中声现象的研究构成了近代声学的新领域。
11.2 6500系列超声波传感器模块此超声波传感器模块是集发送与接收一体的一种传感器。
传感器里面有一个圆形的薄片，薄片的材料是塑料，在其正面涂了一层金属薄膜，在其背面有一个铝制的后板。
薄片和后板构成了一个电容器，当给薄片加上频率为49.4kHz的方波电压时，薄片以同样的频率震动，从而产生频率为49.4kHz的超声波。
当接收回波时，模块内有一个调谐电路，使得只有频率接近49.4kHz的信号才能被接收，而其它频率的信号则被过滤。
6500系列超声波传感器模块（以下简称6500模块）是在600系列超声波传感器的基础上进行改进而成的，其实物如图11-2所示。
其中（a）为实物图、（b）为解剖图。
(a)实物图(b)解剖图图10-2 6500系列超声波传感器模块实物图11.2.1 6500系列超声波传感器模块简介6500系列超声波传感器模块是基于600系列超声波传感器组合而成，集发射和接收于一身，并且提供直接和单片机连接的接口信号。
6500系列超声波传感器模块的原理如图11-3所示。
11-3 6500系列超声波传感器模块的原理图图中TL851是一个经济的数字12步测距控制集成电路。
内部有一个420KHz的陶瓷晶振，6500系列超声波距离模块开始工作时，在发送的前16个周期，陶瓷晶振被8．5分频，形成49．4KHz的超声波信号，然后通过三极管Q1和变压器T1输送至超声波传感器。
发送之后陶瓷晶振被4．5分频，以供单片机定时用。
TL852是专门为接收超声波而设计的芯片。
因为返回的超声波信号比较微弱，需要进行放大才能被单片机接收，TL852主要提供了放大电路．当TL852接收到4个脉冲信号时，就通过REC给TL851发送高电平表明超声波已经接收。
被检测物反射回的回波传输后为了消除传感器固有的阻尼振荡，测距控制 IC 的接收输入 (REC) 在开始信号(INIT) 之后通过内部消隐被抑制 2.38 ms。
如果需要减少消隐时间，那么 BINH 输入变成高电平，这样在内部消隐之前中止接收输入消隐。
这样就可以检测最短 1.33 英尺的距离（相对于 2.38 ms），另外如果传感器衰减的够快那么返回信号将不被响应。
6500模块有两个基本工作模式：单回波模式和多回波模式。
电源(VCC) 的应用，开始输入(INIT) 的应用，传输的结果，和抑制消隐输入(BINH)的使用在两种工作模式下基本上都是一样的。
加电以后，INIT 信号变成高电平前必须至少经过5 ms，在此期间，所有的内部电路被重置、内部振荡器稳定。
当INIT 变为高电平后驱动传感器(XDCR)发出信号。
49.4 kHz 下16 个脉冲从传感器中发出。
16 脉冲传输完后，为了最合适的接收工作，传感器中保持200 VDC 偏压（推荐）。
被检测物反射回的回波传输后为了消除传感器固有的阻尼振荡，测距控制IC 的接收输入(REC) 在开始信号(INIT) 之后通过内部消隐被抑制2.38 ms。
如果需要减少消隐时间，那么BINH 输入变成高电平，这样在内部消隐之前中止接收输入消隐。
这样就可以检测最短 1.33 英尺的距离（相对于2.38 ms），另外如果传感器衰减的够快那么返回信号将不被响应。
单回波模式：单回波工作模式下，所需要做的就是等待传输信号的返回，每英尺的输出和返回大约需要0.9 ms。
返回信号被放大并作为一个高电平信号输出。
INIT 变成高电平和Echo (ECHO)输出变为高电平之间的时间与传感器与测量目标之间的距离是成比例的。
如果需要，当准备下一次传输的时候可以返回一个低电平的INIT 信号然后再使它变为高电平，这样就可以使周期重复。
多回波模式：600系列智能传感器有一个外部消隐输入, BLNK, 在多回波工作模式下可以选择性的排除回波，也可以区分与目标物相隔3英寸的回波。
