超声波传感器有两类，分别是机械方式和电气方式，换句话说，它也是一种换能器，在发射端它把超声波换能，它的工作的是利用压电晶体的谐振来完成的。它由一个共振板和两个压电晶片组成。当它的两极外加脉冲信号，并且使它的频率等于压电晶片的固有振荡频率，达到这个条件后，压电晶片将会发生共振的现象，与此同时带动共振板振动，这样就会产生超声波。反之来说，如果两电极之间，我们没有外加电压，当共振板接收到超声波时，这时候它将压迫压电晶片作振动，这样的情况下，机械能就会转换为电信号，这时它就成为超声波接收器了。在超声波电路中，发射端输出一系列脉冲方波，脉冲的宽度和输出的个数，能量以及所能测的距离成正比。文献综述

超声波的传播方式是直线，它的频率和绕射能力成反比，频率越高，绕射能力就越弱，但它的反射能力就变强，因此，我们可以借鉴超声波的这种特点就可以制成超声波传感器。它是一种器件，它的功能是可以将其他形式的能转变为所需频率的超声能，或是把超声能转变为同频率的其他形式的能。

压电传感器是超声传感器中电声型的其中一种。它的探头的组成主要由压电晶片、楔块、接头等构成，这是我们平时超声检测中最常用的一种传感器件，能实现电能和声能相互转换，同时也是超声波检测装置的不可缺少的组成部分。

压电晶片是传感器的主要组成部分，当压电晶片发射电脉冲激励后就会产生振动，即可发射声脉冲，这就是逆压电效应。当晶片在超声波作用下，晶片受迫振动，这可以引起形变，然后可以转换成相应的电信号，这就是正压电效应。前者可以用于超声波的发射作用，后者可以用作超声波的接收。超声波传感器一般采用双压电陶瓷晶片制成。这种超声传感器需要的压电材料成本较低，用量少，且在介质的选择中，非常适用于气体和液体。如果在压电陶瓷上加有交流电压，并且大小和方向不断变化，根据压电效应，我们就会看到压电陶瓷晶片产生机械变形，这种机械变形的大小和方向在一定范围内是与外加电压的大小和方向成正比的。 

双压电晶片如图3-3所示，当在AB间施加交流电压时，若A片的电场方向与极化方向相同，则下面的方向相反，因此，上下一伸一缩，形成超声波振动。

图3-3 双压电晶片

3.2.2 超声波测距的方法

超声波测距方法主要有三种：

（1）相位检测法：优点是精度高，缺点是检测范围有限；

（2）声波幅值检测法：受反射波的影响较为严重；来~自^751论+文.网www.751com.cn/

（3）渡越时间法：工作方式简便，并且很容易实现硬件控制和软件设计，其原理为检

测从发射传感器发出的超声波经气体介质传播到接收传感器的时间t，这个时间就是渡越时间，然后求出距离s。设s为测量距离，t为往返时间差，超声波的传播速度为c，则有