超声波测距仪原理介绍及驱动电路设计参考

1、 超声波的原理本质及产生方式

超声波是一种频率高于20000赫兹的声波。它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声波因其频率下限大于人的听觉上限而得名。
超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，一类是用机械方式产生超声波。
电气方式包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。目前较为常用的是压电式超声波发生器。
压电式超声波发生方式实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。反之，如果两电极间未外加电压，当共振板接收到超声波时，将压迫压电晶片作振动，将机械能转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。

2、 超声波测距原理

超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。根据时间差和超声波的速度可以估算出发射位置到障碍物位置的距离。

3、超声波测距模块简介
 
欧赛龙超声波测距模块可提供多种量程范围的非接触式距离感应测量功能，包括发射器、接收器与控制电路，它是一种压电式传感器，利用电致伸缩现象而制成。在压电材料切片上（如石英晶体、压电陶瓷、钛酸铅钡等）施加交变电压，使它产生电致伸缩振动而产生超声波。当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率而产生共振，这时产生的超声波最强。压电式超声波接收器一般是利用超声波发生器的逆效应进行工作的，其结构和超声波发生器基本相同，有时就用同一个换能器兼作发生器和接收器两种用途。当超声波作用到压电晶片上时使晶片伸缩，在晶片的两个界面上便产生交变电荷后转换成电压经放大送到测量电路，最后记录或显示出来。