第3章.8超声波式传感器(327KB).pptVIP

电气测试技术 机械工业出版社 电气测试技术 机械工业出版社 3.8 超声波式传感器 3.8.1 超声波的种类及其特性 3.8.2 超声波发生器原理 3.8.3 超声波接收器原理 3.8.1 超声波的种类及其特性 由物理学可知，介质中的一切质点均以弹性力互相联系着，某一质点在介质中振动，能激起它周围的质点振动，振动在弹性介质内的传递过程，称为机械波。声波是一种机械波，它能在气体、液体和固体中传播。人耳能听闻的声波频率在20Hz~20kHz之间。频率超过20kHz，人耳就不能听闻，这种声波称为超声波。 根据机械波的振源施力方向与波在介质中传播的方向不同，超声波可分为下列几种：纵波、横波、表面波、蓝姆波。 超声波在传播中通过两种不同介质时，会产生折射和反射现象，其频率愈高，反射和折射的特性愈与光波的特性相似。 超声波主要用于固体和液体中有关参数的检测。 3.8.2 超声波发生器原理 压电晶体除了压电效应外，还具有逆压电效应。在压电晶片的两个电极面上施加交流电压，压电晶片就产生机械振动，即压电晶片在两个电极方向有伸缩现象，这种现象称为逆压电效应，也称为“电致伸缩效应”。 图3-104 超声波发生器和接收器原理 a）超声波发生器原理 b）超声波接收器原理 3.8.3 超声波接收器原理 超声波接收器的工作原理是利用压电晶体的压电效应原理工作的，见图3-104b。在压电晶体中的电轴或机械轴的两端面施加一定频率的超声波，则在其电轴的两个端面出现频率与外加超声波频率相同的交变电荷。交变电荷的幅值与所施加超声波的强度成正比。通过测量电路将交变电荷转换成电压或电流输出。 超声波具有穿透能力大，方向性好和定向传播等特点。因此，超声波传感器广泛应用于深海探测、机械探伤和振动、位移、速度、加速度、厚度、流量、物位以及化学成分等的精确测量。超声波清洗机广泛应用于微电子工业、医学、宾馆、饭店乃至家庭中。 超声波流量测量仪 图3-105 超声波流量测量原理 a）发射器与接收器的安装位置 b）电路组成框图 Thank you! 电气测试技术 机械工业出版社 电气测试技术 机械工业出版社