超声波传感器的位移特性实验
超声波传感器的位移特性实验
一、实验目的
1、了解超声波在介质中的传播特性。
2、了解超声波传感器测量距离的原理与结构。
3、掌握超声波传感器及其转换电路的工作原理。
二、实验所用单元
超声波发射传感器、超声波接收传感器、超声波传感器转换电路板、反射挡板、直流稳压电源、数字电压表
三、实验原理及电路
超声波传感器由发射传感器与接收传感器及相应的测量电路组成。超声波是在听觉阈值以外的声波，其频率范围在20KHz至60KHz之间，超声波在介质中可以产生三种形式的振荡波：横波、纵波和表面波。本实验以空气为介质，用纵波测量距离。发射探头发出40KHz的超声波，在空气中传播速度为344m/s，当超声波在空气中碰到不同介面时会产生一个反射波和折射波，其中反射由接收传感器输入测量电路，测量电路可以计算机超声波从发射到接收之间的时间差，从而得到传感器与反射面的距离。
本实验原理图如图41-1所示。
图41-1 超声波传感器实验原理图
四、实验步骤
1、按照图41-1连线。
2、在距离超声波传感器20～30cm（0～20cm左右为超声波测量盲区）处放置反射挡板，接通电源，调节发射传感器与接收传感器间的距离（约10～15cm）与角度，使得在改变挡板位置时输出电压能够变化。
3、平行移动反射挡板，每次增加5cm，读取输出电压，记入下表中。
表 41-1
五、实验报告
1、根据表41-1的实验数据画出超声波传感器的特性曲线，并计算机其灵敏度。
2、本实验中的超声波传感器的特性是否是线性的？为什么？其线性度受到什么因素的影响？
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