一、超聲波傳感器概述

　　超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩(橫波)及縱和振蕩(縱波)。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上不同的電路，制成各種超聲測量儀器及裝置，并在通訊、醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。

　　超聲波傳感器主要材料有壓電晶體(電致伸縮)及鎳鐵鋁合金(磁致伸縮)兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛(PZT)等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅?，它可以將電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測距、遙控、防盜等用途。

　　二、超聲波傳感器在倒車?yán)走_(dá)上的應(yīng)用

　　倒車?yán)走_(dá)全稱叫“倒車防撞雷達(dá)”，也叫“泊車輔助裝置”，是汽車泊車或者倒車時(shí)的安全輔助裝置，由超聲波傳感器(俗稱探頭)、控制器和顯示器(或蜂鳴器)等部分組成。能以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況，解除了駕駛員泊車、倒車和起動車輛時(shí)前后左右探視所引起的困擾，并幫助駕駛員掃除了視野死角和視線模糊的缺陷，提高駕駛的安全性。

　　倒車?yán)走_(dá)是根據(jù)蝙蝠在黑夜里高速飛行而不會與任何障礙物相撞的原理設(shè)計(jì)開發(fā)的。探頭裝在后保險(xiǎn)杠上，根據(jù)不同價(jià)格和品牌，探頭有二、三、四、六、八只不等，分別管前后左右。探頭以45度角輻射，上下左右搜尋目標(biāo)。它最大的好處是能探索到那些低于保險(xiǎn)杠而司機(jī)從后窗難以看見的障礙物，并報(bào)警，如花壇、蹲在車后玩耍的小孩等。倒車?yán)走_(dá)的顯示器裝在后視鏡上，它不停地提醒司機(jī)車距后面物體還有多少距離，到危險(xiǎn)距離時(shí)，蜂鳴器就開始鳴叫，讓司機(jī)停車。擋位桿掛入倒擋時(shí)，倒車?yán)走_(dá)自動開始工作，測距范圍達(dá)0.3到2.0米左右，故在停車時(shí)，對司機(jī)很實(shí)用。

　　倒車?yán)走_(dá)就相當(dāng)于超聲波探頭，從整體上來說超聲波探頭可以分為兩大類：一是用電氣方式產(chǎn)生超聲波，其二是用機(jī)械方式產(chǎn)生超聲波，鑒于目前較為常用的是壓電式超聲波發(fā)生器，它有兩個電晶片和一個共振板，當(dāng)兩極外加脈沖信號，它的頻率等于壓電晶片的固有震蕩頻率時(shí)，壓力晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，將機(jī)械的能轉(zhuǎn)為電信號的這一過程，這就成了超聲波探頭的工作原理。

　　為了更好地研究超聲波和利用起來，人們已經(jīng)設(shè)計(jì)和制造出很多超聲波發(fā)聲器，超聲波探頭加以運(yùn)用在使用汽車倒車?yán)走_(dá)上。這種原理用在一種非接觸檢測技術(shù)上，用于測距來說其計(jì)算簡單，方便迅速，易于做到實(shí)時(shí)控制，距離準(zhǔn)確度達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。倒車?yán)走_(dá)用于測距上，在某一時(shí)刻發(fā)出超聲波信號，在遇到被測物體后的射回信號波，被倒車?yán)走_(dá)接收到，得用在超聲波信號從發(fā)射到接收回波信號這一個時(shí)間而計(jì)算出在介質(zhì)中的傳播速度，這就可以計(jì)算出探頭與被探測到的物體的距離。