EN
Ультрадыбыстық сенсорлар жоғары жиілікті дыбыс толқындарын жіберу арқылы жұмыс істейді. Бұл толқындар объектілерден секіреді және жаңғырық ретінде қайтады. Қашықтықты есептеу үшін жаңғырықтың қайтып келуіне кететін уақытты өлшеуге болады. Бұл технология дәл өлшеулерді ұсынады, бұл оны тұман немесе қараңғылық сияқты қиын орталарда объектілерді анықтауға өте ыңғайлы етеді.
Ультрадыбыстық сенсорлар қалай жұмыс істейді
Ультрадыбыстық дыбыс және жиілік диапазоны
Ультрадыбыстық сенсорлар адамның есту диапазонынан тыс дыбыс толқындарын пайдалану арқылы жұмыс істейді. Бұл дыбыс толқындарының жиілігі әдетте 20 кГц-тен жоғары. Неліктен мұндай жоғары жиіліктерді пайдаланады деген сұрақ туындауы мүмкін. Жоғары жиіліктер сенсорға кішірек нысандарды анықтауға және дәлірек өлшеулерді қамтамасыз етуге мүмкіндік береді. Мысалы, 40 кГц жиілігі көптеген сенсорларда жиі кездеседі, себебі ол диапазон мен дәлдікті теңестіреді. Дыбыс толқындары ауада таралады, заттардан секіреді және сенсорға оралады. Бұл процесс сенсорға тіпті толық қараңғыда немесе тұманда нысандарды «көруге» мүмкіндік береді.
Негізгі компоненттер: таратқыш, қабылдағыш және түрлендіргіш
Ультрадыбыстық сенсорлардың қалай жұмыс істейтінін түсіну үшін олардың негізгі компоненттері туралы білу керек. Таратқыш ультрадыбыстық дыбыс толқындарын жасайды. Ресивер нысаннан секіргеннен кейін қайтарылатын жаңғырықтарды анықтайды. Осы екеуінің арасында түрлендіргіш маңызды рөл атқарады. Ол электрлік сигналдарды дыбыс толқындарына және керісінше түрлендіреді. Бұл құрамдас бөліктер бірге сенсордың дыбыс толқындарын тиімді шығарып, анықтауын қамтамасыз етеді. Оларсыз сенсор жұмыс істемейді.
Ұшу уақыты мен қашықтықты есептеу
Ұшу уақыты принципі ультрадыбыстық сенсорлардың жұмыс істеу принципі болып табылады. Таратқыш дыбыс толқынын шығарғанда, сенсор жаңғырық қайтару үшін кететін уақытты өлшейді. Ауадағы дыбыс жылдамдығын біле отырып, объектіге дейінгі қашықтықты есептеуге болады. Мысалы, егер жаңғырық қайтару үшін 0,02 секунд қажет болса, нысан шамамен 3,4 метр қашықтықта болады. Бұл есептеу дереу орындалады, бұл ультрадыбыстық сенсорларды нақты уақыттағы қолданбалар үшін өте тиімді етеді.
Ультрадыбыстық сенсордың өнімділігіне әсер ететін факторлар
Қоршаған орта факторлары: температура мен ылғалдылық
Қоршаған орта жағдайлары ультрадыбыстық сенсорлардың жұмысына айтарлықтай әсер етуі мүмкін. Температура ауадағы дыбыс жылдамдығын өзгертеді. Мысалы, дыбыс жылы ауада жылдамырақ, ал суық ауада баяу таралады. Бұл ауытқу қашықтықты өлшеуде шамалы дәлсіздіктерге әкелуі мүмкін. Ылғалдылық та рөл атқарады. Жоғары ылғалдылық ауаның тығыздығын арттырады, бұл дыбыс толқындарының әрекетін өзгертуі мүмкін. Бұл әсерлерді азайту үшін сенсорды ол жұмыс істейтін нақты орта үшін калибрлеу керек. Кейбір жетілдірілген сенсорлар тіпті дәлдікті жақсарту үшін кірістірілген температура компенсациясын қамтиды.
Объектінің қасиеттері: шағылыстыру және өлшем
Анықталған нысанның қасиеттері ультрадыбыстық сенсорлардың жұмысына әсер етеді. Тегіс, қатты беттері бар заттар жұмсақ немесе тұрақты еместерге қарағанда дыбыс толқындарын жақсы көрсетеді. Мысалы, металл беті губкамен салыстырғанда күштірек жаңғырық береді. Нысанның өлшемі де маңызды. Кішкентай нысандар сенсорды анықтау үшін жеткілікті дыбыс толқындарын көрсетпеуі мүмкін. Нысанның сенсордың оңтайлы диапазоны мен бұрышында болуын қамтамасыз ету арқылы анықтауды жақсартуға болады.
Шектеулер: соқыр аймақтар және өлі аймақтар
Ультрадыбыстық сенсорлардың шектеулері бар, соның ішінде соқыр аймақтар мен өлі аймақтар. Соқыр аймақ - бұл датчиктің тікелей алдындағы объектілерді анықтай алмайтын аймақ. Бұл дыбыс толқынының жүруі және қайта оралуы үшін уақыт қажет болғандықтан болады. Өлі аймақтар объект сенсорды анықтау үшін тым алыс болғанда пайда болады. Бұл мәселелерді болдырмау үшін сенсорды мұқият орналастырып, қолданбаңыз үшін қолайлы диапазонды таңдаңыз.
Ультрадыбыстық сенсорлар дыбыс толқындарын шығару және қабылдау арқылы қашықтықты дәлдікпен өлшеуге көмектеседі. Олардың бейімделгіштігі оларды автомобиль жасау және робототехника сияқты салаларда құнды етеді. Соқыр аймақтар мен қоршаған орта факторлары қиындықтар туғызса да, бұл сенсорлар сенімді таңдау болып қала береді. Әртүрлі қолданбаларда нысанды дәл анықтау және тиімді қашықтықты өлшеу үшін оларға сенуге болады.