超声波换能器工作原理Word下载.docx

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（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40kHZ±

2kHZ。

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（3~12V），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YF1~YF4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（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40~50mA。

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VT1~VT3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VT1β≥200，VT2β≥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β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。