一、實(shí)驗(yàn)?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(cè)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(cè)量電路組成。超聲波是在聽(tīng)覺(jué)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(shí)驗(yàn)以空氣為介質(zhì)，用縱波測(cè)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(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反射波和折射波，其中反射由接收傳感器輸入測(cè)量電路，測(cè)量電路可以計(jì)算機(jī)超聲波從發(fā)射到接收之間的時(shí)間差，從而得到傳感器與反射面的距離。
本實(shí)驗(yàn)原理圖如圖41-1所示。
圖41-1 超聲波傳感器實(shí)驗(yàn)原理圖
四、實(shí)驗(yàn)步驟
1、按照?qǐng)D41-1連線。
2、在距離超聲波傳感器20～30cm（0～20cm左右為超聲波測(cè)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(shí)輸出電壓能夠變化。
3、平行移動(dòng)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(shí)驗(yàn)報(bào)告
1、根據(jù)表41-1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫出超聲波傳感器的特性曲線，并計(jì)算機(jī)其靈敏度。
2、本實(shí)驗(yàn)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？
