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超声波传感器工作原理及应用说明
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超声波传感器
发出的鸣叫声通常在23千赫兹和40千赫兹之间，远远高于人类听力的通常可听到的20千赫兹范围，因此被称为超声波。利用这种鸣叫声，他们可以测量声音从一个物体上反弹的时间。这是基于蝙蝠用来寻找猎物的回声定位的基本原理。由于室温下空气中的声速是每秒343米，这个时间可以很容易转换为距离，记住，超声波鸣叫既要传到被感应的物体，也要传出被感应的物体。
距离（米）=（经过的时间[秒]*343[米/秒]）/2
该公式中的单位可以改变，以适应特定应用的需要，但该公式的简单性显示了超声波传感器相对简单的操作。
超声波传感器是如何工作的？
从理论到现实，一个超声波传感器需要两个部分，即一个发射器和一个接收器。在最标准的配置中，这些部件被并排放置，并尽可能地靠近。当接收器靠近发射器时，声音从发射器到被检测物体再回到接收器的过程中会有更多的直线传播，从而使测量结果的误差更小。还有一些超声波收发器，其发射器和接收器的功能被集成到一个单元中，在物理上尽可能地减少误差，同时也大大减少了PCB的占地面积。
超声波传感器的优势和劣势
与任何技术一样，超声波传感器在某些情况下或应用中的使用效果比其他技术更好。他们的一些优势包括以下几点：
●超声波传感器不受被检测物体颜色的影响，包括半透明或透明物体，如水或玻璃。
●它们的最小和最大范围相当灵活，大多数超声波传感器能够探测到近至几厘米，远至约五米的范围。特别配置的模块甚至可以测量到近20米。
●经过数十年的使用，这项成熟的技术非常可靠，并且得到了很好的理解，产生了一致的结果。
●超声波传感器提供相对精确的测量，通常在1%以内，如果需要的话，精度甚至更高。
●它们每秒可以进行多次测量，产生快速刷新率。
●由于不需要稀有材料，它们通常相当便宜。
●超声波传感器可以抵抗电噪声环境以及大多数声学噪声，特别是在使用配备有编码鸣叫的模块时。
虽然是一种通用技术，但超声波传感器由于有几个局限性，在做出最终的传感器选择之前要考虑：
●由于声速与温度和湿度有关，环境条件可能会改变测量的精度。
●虽然检测区是三维的，但超声波传感器只能检测到离检测器一定距离的东西，不能反馈物体在感应区的位置，也不能提供任何特征，如形状或颜色。
●虽然它们的外形尺寸相对较小，可以毫无顾虑地集成到汽车或工业应用中，但超声波传感器对于非常小的嵌入式项目来说可能太大。
●像任何传感器一样，它们可能变脏、变湿或被冻住，这将导致它们不稳定或无法工作。
●由于它们对声音的依赖，而声音又依赖于某种介质，所以超声波传感器在真空中无法工作。
超声波传感器通常用在哪里？
两种最常见的超声波传感器应用中的第一种是液位感应，因为它们可以检测任何颜色或不透明的液体，但也是非接触式的。第二种是一般的物体检测，因为它们成本低且简单。具体的物体检测应用包括车辆的防撞检测、人员检测、存在检测、箱子分类、叉车的托盘检测、饮料灌装机的瓶子计数等等。
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