一、實驗目的
1、了解超聲波在介質中的傳播特性。
2、了解超聲波傳感器測量距離的原理與結構。
3、掌握超聲波傳感器及其轉換電路的工作原理。
二、實驗所用單元
超聲波發(fā)射傳感器、超聲波接收傳感器、超聲波傳感器轉換電路板、反射擋板、直流穩(wěn)壓電源、數字電壓表
三、實驗原理及電路
超聲波傳感器由發(fā)射傳感器與接收傳感器及相應的測量電路組成。超聲波是在聽覺閾值以外的聲波，其頻率范圍在20KHz至60KHz之間，超聲波在介質中可以產生三種形式的振蕩波：橫波、縱波和表面波。本實驗以空氣為介質，用縱波測量距離。發(fā)射探頭發(fā)出40KHz的超聲波，在空氣中傳播速度為344m/s，當超聲波在空氣中碰到不同介面時會產生一個反射波和折射波，其中反射由接收傳感器輸入測量電路，測量電路可以計算機超聲波從發(fā)射到接收之間的時間差，從而得到傳感器與反射面的距離。
本實驗原理圖如圖41-1所示。
圖41-1 超聲波傳感器實驗原理圖
四、實驗步驟
1、按照圖41-1連線。
2、在距離超聲波傳感器20～30cm（0～20cm左右為超聲波測量盲區(qū)）處放置反射擋板，接通電源，調節(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輸出電壓能夠變化。
3、平行移動反射擋板，每次增加5cm，讀取輸出電壓，記入下表中。
表 41-1
| X(cm) | ||||||||||
| UO(V) |
五、實驗報告
1、根據表41-1的實驗數據畫出超聲波傳感器的特性曲線，并計算機其靈敏度。
2、本實驗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？