Главная / Статьи / Ультразвуковые датчики движения

Статьи

« Назад

Ультразвуковые датчики движения  17.11.2016 16:45

security-sensors56

Сенсорное устройство, преобразующее электрическую энергию в ультразвуковые волны (механические вибрации с частотой свыше 20 кГц), называется ультразвуковым датчиком.

Данное приспособление является самым простым и потому экономичным в процессе эксплуатации. Суть действия состоит в том, что устройство излучает ультразвук, а затем воспринимает его отражение от проходящих мимо предметов. Как только получен сигнал, сенсор включается и осуществляется команда на включение света.

Недостатком такого датчика является то, что звук воспринимается животными, отчего некоторые из них могут вести себя беспокойно.

Именно по этой причине многие предпочитают использовать устройства только для охраны транспортных средств, а для домашнего применения использовать более совершенные технологии.

Принцип работы ультразвукового датчика похож на  радар и оценивает наличие цели на основе интерпретации отраженного от нее сигнала. Принимая скорость звука за постоянную величину, с помощью ультразвукового датчика определяется и расстояние до объекта, которое соответствует интервалу времени между отправкой сигнала и возвращением его эха.

Ультразвуковой датчик имеет ряд особенностей, определяющий область применения данного устройства. Среди них выраженная направленность сигналов, небольшая дальность действия, невысокая скорость распространения волн.

Основное преимущество ультразвуковых датчиков – сравнительно низкая цена. В автомобилях ультразвуковые датчики используются в различных парковочных системах: парктронике, системе атоматической парковки. Ультразвуковые датчики с увеличенной дальностью действия применяются в ряде конструкций системы помощи при перестроении для контроля за «слепыми» зонами, а также находят применение в разрабатываемых системах автоматического управления автомобилем.

Основным недостатком ультразвуковых датчиков движения в жилых помещениях является восприимчивость домашних животных к ультразвуку. На работу УЗ датчиков движения практически не могут повлиять погодные условия, температура, запыленность, а также материал объекта. 

Основным принципом действия данного вида датчиков является исследование системы контроля с помощью ультразвука, частота которого недоступна для человеческих ушей. Ультразвук посылается на всю область подконтрольную датчику, а затем он возвращается обратно. Происходит расчет времени между моментом посылки сигнала и моментом приема отраженного сигнала. В случае искажения информации об объектах срабатывает определенная функция датчика.

В основе работы ультразвуковых датчиков движения находится эффект Доплера. С помощью специального микропроцессора происходит слаженная работа приёмника и передатчика ультразвука, вычисление расстояния до объекта, расчет изменения параметров эха.

УЗ датчики движения широко применяются в различных отраслях. Они используются в охранных системах, автомобильных устройствах для автоматической парковки и контроля «слепых» зон. Также они неплохо справляются со своей работой и в автоматическом контроле освещения в довольно длинных коридорах и лестничных пролетах.

Основу ультразвукового датчика составляет преобразователь, объединяющий активный элемент и диафрагму. Преобразователь работает как передатчик и как приемник. Активный элемент генерирует короткий импульс и принимает его эхо от препятствия. Он изготавливается из пьезоэлектрического материала. Алюминиевая диафрагма является контактной поверхностью датчика и определяет его акустические характеристики. Преобразователь имеет упругое основание, поглощающее вибрации. Все элементы ультразвукового датчика помещены в пластмассовый корпус с разъемом для подключения.

При получении внешнего сигнала активный элемент заставляет вибрировать диафрагму, которая посылает ультразвуковые импульсы в пространство. При встрече с препятствием импульсы отражаются, возвращаются к преобразователю и создают вибрации активного элемента, с которого снимается электрический сигнал.

Основными техническими характеристиками ультразвукового датчика являются дальность обнаружения препятствия, частота сигнала, быстродействие (скорость определения препятствия). Современные парковочные датчики имеют дальность обнаружения до 2,5 м, частоту сигнала 40 кГц и быстродействие порядка 0,1 с. Ультразвуковые датчики в системе автоматической парковки, системе помощи при перестроении имеют дальность действия до 4,5 м.

Производители не указывают значение такого важного показателя как угол обзора. В ультразвуковом датчике угол обзора определяется частотой импульсов, а также размером и формой преобразователя. При этом, чем выше частота импульса, тем уже угол обзора датчика. Ультразвуковой датчик с частотой импульсов 40 кГц имеет достаточно большой угол обзора. Фокусировка парковочного датчика построена таким образом, что угол обзора по горизонтали больше угла обзора по вертикали. Это позволяет избежать ненужных отражений сигнала от поверхности земли.

Несмотря на неоспоримые преимущества, ультразвуковой датчик парковки имеет серьезные функциональные ограничения. Работоспособность датчика и соответственно точность показаний снижаются в плохих погодных условиях (дождь, снег, лед) и при загрязнении. Сенсор может пропустить мелкие предметы (стойки ограждения), поверхности, имеющие низкую отражающую способность. Датчик может неверно работать при движении автомобиля по крутому склону, когда поверхность земли воспринимается как препятствие. Ошибки в показаниях наблюдаются при встрече с гладкой наклонной поверхностью.

Еще раз пройдёмся по достоинствам и недостаткам этого устройства.

Основные недостатки ультразвуковых датчиков движения

Несмотря на многочисленные достоинства ультразвуковых датчиков, они все же имеют некоторые недостатки:

- Многие виды животных способны воспринимать ультразвук, испускаемый датчиком. Это может вызывать у них сильное беспокойство.

- Ультразвуковые датчики обладают сравнительно небольшим радиусом действия, если сравнивать их с другими видами датчиков движения.

- Существует вероятность обмана ультразвуковых датчиков, если движение будет очень плавным

- Они реагируют на резкое изменение информации в зоне контроля.

Преимущества ультразвуковых датчиков движения

Ультразвуковые датчики обладают целым рядом достоинств:

  • довольно низкая цена;
  • защита от неблагоприятного воздействия окружающей среды (способность работать при постоянной влажности, запыленности, а также под действием высокой температуры);
  • определение движения объектов любого материала.

Источник: lifeandlight.ru, ukrelektrik.com, pmcm.ru, systemsauto.ru

Вы можете выбрать датчик движения в нашем интернет-магазине: http://deltaneva.ru/shop/folder/datchiki

Сложно выбрать? Позвоните нам: +7 (812) 642 06 06, +7 (921) 907 12 22.



Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль:
запомнить