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閱讀：32發(fā)布時(shí)間：2021-11-11
超聲波傳感器的廣泛應(yīng)用，特別對(duì)車輛的行駛時(shí)路面信息進(jìn)行探測(cè)，確定路面高低不平路段的距離、方位和高度等信息。并對(duì)超聲波傳感器的原理、系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)和超聲波在各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了討；最后就精確感知路面信息提出了進(jìn)一步的改進(jìn)方案。
地面不平整而造成的交通事故很多，凹凸的路給車輛帶來(lái)了行駛麻煩，也帶來(lái)了安全隱患。因此，技術(shù)人員在著方面研究了不少，為了有效的減少行駛中的振動(dòng)，當(dāng)前普遍采用的被動(dòng)式懸掛系統(tǒng)不失為一種有效的方法。為了進(jìn)一步提高減振效果，一種新的懸掛系統(tǒng)：主動(dòng)懸掛系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，它能根據(jù)路面的情況實(shí)時(shí)調(diào)整減振彈簧與阻尼之間的優(yōu)化比，從而達(dá)到減振緩沖的目的。該系統(tǒng)主要有傳感器件、控制器件和執(zhí)行器件三部分組成。傳感器件將實(shí)時(shí)探測(cè)到的車輛前方路面的信息傳輸給控制器件的核心部件單片機(jī),由單片機(jī)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，然后對(duì)執(zhí)行器件發(fā)出指令，由執(zhí)行器件對(duì)懸掛系統(tǒng)進(jìn)行控制，調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)并產(chǎn)生主動(dòng)控制力，從而達(dá)到減振目的。主動(dòng)式懸掛系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，其中傳感器在整個(gè)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。
人們能聽到聲音是由于物體振動(dòng)產(chǎn)生的，它的頻率在20HZ-20KHZ范圍內(nèi)，超過(guò)20KHZ稱為超聲波，低于20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。
超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩(橫波)及縱和振蕩(縱波)。在工業(yè)中應(yīng)用主要采用縱向振蕩。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現(xiàn)象，并且在傳播過(guò)程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠(yuǎn)。利用超聲波的特性，可做成各種超聲傳感器，配上不同的電路，制成各種器及裝置，并在通迅，醫(yī)療家電等各方面得到廣泛應(yīng)用。
超聲波傳感器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波傳感器是一種可逆?zhèn)鞲衅鳎梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變成機(jī)械振蕩而產(chǎn)生超聲波，同時(shí)它接收到超聲波時(shí)，也能轉(zhuǎn)變成電能，所以它可以分成發(fā)送器或接收器。有的超聲波傳感器既作發(fā)送，也能作接收。這里僅介紹小型超聲波傳感器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，發(fā)送與接收略有差別，它適用于在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類傳感器適用于測(cè)距、遙控、防盜等用途。該種有T/R-40-60,T/R-40-12等（其中T表示發(fā)送，R表示接收，40 表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計(jì)）。
超聲波在空氣中傳播時(shí)，如果遇到其它媒介，則因兩種媒介的聲阻抗不同而產(chǎn)生反射。因此，向前方路面障礙物發(fā)射超聲波，檢測(cè)反射波并進(jìn)行分析，便可判斷并獲知前方路面的狀況。另外,超聲波傳感器信息處理簡(jiǎn)單快速，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，價(jià)格便宜，因此適于在履帶車輛主動(dòng)懸掛系統(tǒng)中應(yīng)用。
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