《超声波换能器工作原理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《超声波换能器工作原理.docx（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、.2、超声波换能器的工作原理(1) 超声波换能器：一种能把高频电能转化为机械能的一种装置，一般有磁致伸缩式和压电陶瓷式。 电源输出到 超声波发生器，再到超声波换能器，一般还要经过超声波导出、 接收装置 就可以产生超声波了。(2) 超声波换能器的组成：包括外壳、匹配层即声窗、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆，其特征在于它还包括阵列接收器，它由引出电缆、 换能器、 金属圆环、 橡胶垫圈组成。(3) 超声波换能器的原理与作用：超声波换能器即是谐振于超声频率的压电陶瓷，由材料的压电效应将电信号转换为机械振动 .超声波换能器是一种能量转换器件，它的功能是将输入的电功率转换成机械功率（即超声波）再传递出
2、去，面它自身消耗很少的一部分功率。超声波换能器的种类： 可分为压电换能器、 夹心换能器、 柱型换能器、 倒喇叭型换能器等等。40kHZ 超声波发射 /接收电路综述40kHZ 超声波发射电路(1)40kHZ 超声波发射电路之一，由 F1F3 三门振荡器在 F3 的输出为 40kHZ 方波，工作频率主要由 C1、 R1和 RP决定，用 RP可调电阻来调节频率。 F3 的输出激励换能器 T40-16 的一端和反向器 F4， F4 输出激励换能器 T40-16 的另一端，因此，加入 F4 使激励电压提高了一倍。电容C3、 C2平衡 F3 和 F4 的输出，使波形稳定。电路中反向器F1F4 用 CC40
3、69六反向器中的四个反向器，剩余两个不用（输入端应接地）。电源用9V 叠层电池。测量F3输出频率应为40kHZ2kHZ，否则应调节RP。发射超声波信号大于8m。40kHZ 超声波发射电路(2).40kHZ 超声波发射电路之二，电路中晶体管 VT1、 VT2组成强反馈稳频振荡器，振荡频率等于超声波换能器 T40-16 的共振频率。 T40-16 是反馈耦合元件，对于电路来说又是输出换能器。 T40-16 两端的振荡波形近似于方波， 电压振幅接近电源电压。 S 是电源开关，按一下 S，便能驱动 T40-16 发射出一串 40kHZ 超声波信号。 电路工作电压 9V，工作电流约 25mA。发射超声波
4、信号大于 8m。电路不需调试即可工作。40kHZ 超声波发射电路(3)40kHZ 超声波发射电路之三，由 VT1、 VT2组成正反馈回授振荡器。电路的振荡频率决定于反馈元件的 T40-16 ，其谐振频率为 40kHZ2kHZ。频率稳定性好，不需作任何调整，并由T40-16 作为换能器发出40kHZ 的超声波信号。电感L1 与电容 C2 调谐在 40kHZ 起作谐振作.用。本电路适应电压较宽（312V），且频率不变。电感采用固定式，电感量5.1mH。整机工作电流约25mA。发射超声波信号大于8m。40kHZ 超声波发射电路(4)40kHZ 超声波发射电路之四，它主要由四与非门电路CC4011完成
5、振荡及驱动功能，通过超声换能器T40-16 辐射出超声波去控制接收机。其中门YF1与门 YF2组成可控振荡器，当S按下时，振荡器起振，调整 RP改变振荡频率，应为 40kHZ。振荡信号分别控制由 YF4、 YF3 组成的差相驱动器工作，当 YF3输出高电平时， YF4一定输出低电平； YF3 输出低电平时，YF4输出高电平。此电平控制 T40-16 换能器发出 40kHZ 超声波。电路中 YF1YF4采用高速CMOS电路 74HC00四与非门电路，该电路特点是输出驱动电流大（大于15mA），效率高等。电路工作电压9V，工作电流大于35mA，发射超声波信号大于10m。40kHZ 超声波发射电路(
6、5).40kHZ 超声波发射电路之五，由 LM555时基电路及外围元件构成 40kHZ 多谐振荡器电路，调节电阻器 RP阻值，可以改变振荡频率。由 LM555第 3 脚输出端驱动超声波换能器 T40-16 ，使之发射出超声波信号。 电路简单易制。 电路工作电压 9V，工作电流 4050mA。发射超声波信号大于 8m。 LM555可用 NE555直接替代，效果一样。双稳态超声波接收机电路由于单稳态接收机无记忆功能，所以不能用在家用电器的开与关中，适用面不宽。 是一种双稳态超声波接收机电路，它的前级电路同图2-186 电路完全一样，只是执行电路不同。电路中，由 VT5、 VT6及相关辅助元件构成双
7、稳态电路，当 VT4 每导通一次（发射机工作一次），触发信号经 C7、C8 向双稳电路送进一个触发脉冲， VT5、 VT6状态翻转一次，当 VT6 从截止状态转变成导通状态时， VD5截止， VT7截止，继电器 K 释放； 当再来一个触发信号时， VT6 由导通转变为截止状态， VD5导通， VT7 导通，继电器 K 吸合 . 由于增.加了双稳电路， 使之用于电灯、 电扇、电视等电器遥控成为现实。 调试时， 在 a 点与 +6V（电源）之间用导线快速短路一下后松开，继电器应吸合（或释放），再短路一下松开，继电器应释放（或吸合），如果继电器无反应，请检查双稳电路元件焊接质量和元件参数。一般情况下
8、一次即可成功。单稳式超声波接收器电路单稳式超声波接收器电路原理图，超声波换能器R40-16 谐振频率为40kHZ，经 R40-16 选频后，将 40kHZ 以外的干扰信号衰减， 只有谐振于40kHZ的有用信号（发射机信号） 送入 VT1VT3组成的高通放大器放大，经C5、 VD1检出直流分量，控制VT4、 VT5 组成的电子开关带动继电器 K 工作。由于该电路仅作单路信号放大，当发射机每发射一次超声波信号时，接收机的继电器吸合一次 （吸合时间同发射机发射信号时间相同），无记忆保持功能。 可用作无线遥控摄象机快门控制、儿童玩具控制、窗帘控制等。电路中VT1 200，VT2 150，其他元件自定。电路不需调试即可工作。如灵敏度和抗干扰不够，可检查三极管的 值与电容C4 的容量是否偏差太大。经实测，配合相应的发射机，遥控距离可达8m以上。在室内因墙壁反射，故没有方向性。电路工作电压3V，静态电流小于10mA。.