频率在 2000 赫兹以上，不触及人类听觉的机械振动波。超声波作为一种非接触式检测方法，与其他技术方法相比，在恶劣环境中具有较强的适应力，不受光和颜色的影响，相比其他技术具有结构简单，成本低的优点，更适合近距离测距。
人们已经制造了许多超声波生成器。一般来说，超声波生成器分为两种：一种是电气手段产生超声波，另一种是机械方式生成超声波。包括压电式、磁致伸缩式等电气手段; Garton 笛、液体哨和空气哨等机械方式。它们产生的超声波特性都不相同，因此以不同的方式使用。
通过压电晶体的谐振来实现压电超声波生成器的工作。它由一片共振板和两片晶片组成。对双极施加脉冲信号，频率等于晶片的振荡频率时，驱动共振板振动，发射出超声波。
如果在两个电极之间没有施加电压，当共振板接收到超声波时，晶片将被迫振动，机械能被转换为电信号。此时，就作为超声波接收器使用。压电超声波生成器的结构如图 1 所示。
图 1 超声波简易结构图
超声波距离测量原理非常简单，一般采用回波时间法，即检测超声波往返所测距离的时间，当发射器发出一个短脉冲时，定时器启动;当接收器接收到返回脉冲时，定时器立即停止。
此时记录的时间值为 D = CT / 2，其中 D 为超声波传感器与测量对象之间的距离，C 为介质中声波的传播速度（C = 331.4+t273 / 1m / s，t 是摄氏温度），T 是超声波发射回波的时间间隔。
理论上，超声波在正常空气中传播速度随着介质温度的升高而有所加快，温度提高了一度，速度提高 0.6 m/s 左右。原理结构如图 2 所示。
图 2 超声波传感器工作原理图
超声波传感器主要由三部分组成：控制部分，总线部分，超声波发射接收部分。
主控芯片通过 I/O 口发送信号，通过总线发送到两个发生威廉希尔官方网站
中，控制着两个超声波的发射，然后再由两个信号接收威廉希尔官方网站
对接收超声波信号进行放大，最后通过总线传送到主控芯片的输入端口，然后根据发射接收时间差 T，计算出传感器与障碍物之间的距离，最后根据距离对轮椅的行驶安全性进行判断，并做出相应动作。原理如图 3 所示。
图 3 超声波发射原理图
通过分析超声波的衰减特性和空气阻尼（超声波传感器灵敏度曲线如图 4 所示），同时考虑到敏感度的影响，超声波频率约为 40 kHz 时的空气传输效率最好。
为便于处理，发射部分被调制为大约 40k 赫兹的调制脉波信号。发射部分主要由超声波发射器和多谐波振荡威廉希尔官方网站
和六路非门驱动放大器芯片组成。
多谐波振荡威廉希尔官方网站
由两个 NAND 门 IC1A，IC1B 和 R1，R2 和一个可调电阻组成。振荡频率通过对可调电阻的调整来控制，由下式确定：
图 4 超声波灵敏度曲线图
接收部分主要由接收威廉希尔官方网站
和放大威廉希尔官方网站
和比较器组成。当距离过远的情况下，回声是非常弱的，因此转换电信号幅度也是较小的，这就要求要对信号进行放大 60 万倍，因此超声波模块采用了三级放大威廉希尔官方网站
。
由三个运算放大器 IC3A、IC3B 及 IC3C 组成了三级放大威廉希尔官方网站
，前两级可以各放大一百次，第三级可以放大约六十次。接收信号整流滤波威廉希尔官方网站
，可把接收的 40k 赫兹反射波交流信号转换为直流信号。而第四个运算放大器 IC3D 用作电压比较器，把接收的直流电压信号和设置电压进行比较。
当接收信号的电压大于设置电压时，比较器就会输出高电平，Q1 导通，使比较器的相应输出端电平置低，然后传输给主控芯片，主控芯片检测到高电平就开始中断，根据超声波从发送到接收所经历的时间就可计算出距离。超声波接收威廉希尔官方网站
原理如图 5 所示。
图 5 超声波接收原理图
频率在 2000 赫兹以上，不触及人类听觉的机械振动波。超声波作为一种非接触式检测方法，与其他技术方法相比，在恶劣环境中具有较强的适应力，不受光和颜色的影响，相比其他技术具有结构简单，成本低的优点，更适合近距离测距。
人们已经制造了许多超声波生成器。一般来说，超声波生成器分为两种：一种是电气手段产生超声波，另一种是机械方式生成超声波。包括压电式、磁致伸缩式等电气手段; Garton 笛、液体哨和空气哨等机械方式。它们产生的超声波特性都不相同，因此以不同的方式使用。
通过压电晶体的谐振来实现压电超声波生成器的工作。它由一片共振板和两片晶片组成。对双极施加脉冲信号，频率等于晶片的振荡频率时，驱动共振板振动，发射出超声波。
如果在两个电极之间没有施加电压，当共振板接收到超声波时，晶片将被迫振动，机械能被转换为电信号。此时，就作为超声波接收器使用。压电超声波生成器的结构如图 1 所示。
图 1 超声波简易结构图
超声波距离测量原理非常简单，一般采用回波时间法，即检测超声波往返所测距离的时间，当发射器发出一个短脉冲时，定时器启动;当接收器接收到返回脉冲时，定时器立即停止。
此时记录的时间值为 D = CT / 2，其中 D 为超声波传感器与测量对象之间的距离，C 为介质中声波的传播速度（C = 331.4+t273 / 1m / s，t 是摄氏温度），T 是超声波发射回波的时间间隔。
理论上，超声波在正常空气中传播速度随着介质温度的升高而有所加快，温度提高了一度，速度提高 0.6 m/s 左右。原理结构如图 2 所示。
图 2 超声波传感器工作原理图
超声波传感器主要由三部分组成：控制部分，总线部分，超声波发射接收部分。
主控芯片通过 I/O 口发送信号，通过总线发送到两个发生威廉希尔官方网站
中，控制着两个超声波的发射，然后再由两个信号接收威廉希尔官方网站
对接收超声波信号进行放大，最后通过总线传送到主控芯片的输入端口，然后根据发射接收时间差 T，计算出传感器与障碍物之间的距离，最后根据距离对轮椅的行驶安全性进行判断，并做出相应动作。原理如图 3 所示。
图 3 超声波发射原理图
通过分析超声波的衰减特性和空气阻尼（超声波传感器灵敏度曲线如图 4 所示），同时考虑到敏感度的影响，超声波频率约为 40 kHz 时的空气传输效率最好。
为便于处理，发射部分被调制为大约 40k 赫兹的调制脉波信号。发射部分主要由超声波发射器和多谐波振荡威廉希尔官方网站
和六路非门驱动放大器芯片组成。
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由两个 NAND 门 IC1A，IC1B 和 R1，R2 和一个可调电阻组成。振荡频率通过对可调电阻的调整来控制，由下式确定：
图 4 超声波灵敏度曲线图
接收部分主要由接收威廉希尔官方网站
和放大威廉希尔官方网站
和比较器组成。当距离过远的情况下，回声是非常弱的，因此转换电信号幅度也是较小的，这就要求要对信号进行放大 60 万倍，因此超声波模块采用了三级放大威廉希尔官方网站
。
由三个运算放大器 IC3A、IC3B 及 IC3C 组成了三级放大威廉希尔官方网站
，前两级可以各放大一百次，第三级可以放大约六十次。接收信号整流滤波威廉希尔官方网站
，可把接收的 40k 赫兹反射波交流信号转换为直流信号。而第四个运算放大器 IC3D 用作电压比较器，把接收的直流电压信号和设置电压进行比较。
当接收信号的电压大于设置电压时，比较器就会输出高电平，Q1 导通，使比较器的相应输出端电平置低，然后传输给主控芯片，主控芯片检测到高电平就开始中断，根据超声波从发送到接收所经历的时间就可计算出距离。超声波接收威廉希尔官方网站
原理如图 5 所示。
图 5 超声波接收原理图
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