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2024-12-08 08:28

超聲波傳感器的位移特性實驗

超聲波傳感器的位移特性實驗
 
一、實驗?zāi)康?br /> 1、了解超聲波在介質(zhì)中的傳播特性。
2、了解超聲波傳感器測量距離的原理與結(jié)構(gòu)。
3、掌握超聲波傳感器及其轉(zhuǎn)換電路的工作原理。
二、實驗所用單元
超聲波發(fā)射傳感器、超聲波接收傳感器、超聲波傳感器轉(zhuǎn)換電路板、反射擋板、直流穩(wěn)壓電源、數(shù)字電壓表
三、實驗原理及電路
超聲波傳感器由發(fā)射傳感器與接收傳感器及相應(yīng)的測量電路組成。超聲波是在聽覺閾值以外的聲波，其頻率范圍在20KHz至60KHz之間，超聲波在介質(zhì)中可以產(chǎn)生三種形式的振蕩波：橫波、縱波和表面波。本實驗以空氣為介質(zhì)，用縱波測量距離。發(fā)射探頭發(fā)出40KHz的超聲波，在空氣中傳播速度為344m/s，當(dāng)超聲波在空氣中碰到不同介面時會產(chǎn)生一個反射波和折射波，其中反射由接收傳感器輸入測量電路，測量電路可以計算機(jī)超聲波從發(fā)射到接收之間的時間差，從而得到傳感器與反射面的距離。
本實驗原理圖如圖41-1所示。

圖41-1 超聲波傳感器實驗原理圖
四、實驗步驟
1、按照圖41-1連線。
2、在距離超聲波傳感器20～30cm（0～20cm左右為超聲波測量盲區(qū)）處放置反射擋板，接通電源，調(diào)節(jié)發(fā)射傳感器與接收傳感器間的距離（約10～15cm）與角度，使得在改變擋板位置時輸出電壓能夠變化。
3、平行移動反射擋板，每次增加5cm，讀取輸出電壓，記入下表中。
表 41-1
X(cm)                    
UO(V)                    
 
五、實驗報告
1、根據(jù)表41-1的實驗數(shù)據(jù)畫出超聲波傳感器的特性曲線，并計算機(jī)其靈敏度。
2、本實驗中的超聲波傳感器的特性是否是線性的？為什么？其線性度受到什么因素的影響？

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