超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著發(fā)射形成反射回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學等方面。

　　超聲波傳感器的主要性能指標包括：

　　4、傳感器課程設(shè)計

　　（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量大，靈敏度高。

　�。�2）工作溫度。由于壓電材料的居里點一般比較高，特別是診斷用超聲波探頭使用功率較小，所以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不會失效。

　�。�3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數(shù)大，靈敏度高；反之，靈敏度低。超聲波測距原理是超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點距障礙物的距離s，即：s340t/2。超聲波的接收和發(fā)射是基于壓電效應和逆壓電效應。具有壓電效應的壓電晶體在受到聲波聲壓的作用時，晶體兩端將會產(chǎn)生與聲壓變化同步的電荷，從而把聲波（機械能）轉(zhuǎn)換成電能；反之，如果將交變電壓加在晶體兩個端面的極上，沿著晶體厚度方向?qū)�產(chǎn)生與所加交變電壓同頻率的機械振動，向外發(fā)射聲波，實現(xiàn)了電能與機械能的轉(zhuǎn)換。因此，用作超聲發(fā)射和接收的壓電晶體也稱換能器。

　�。╝）液介式，探頭固定安裝在液體中低液位之下。

　�。╞）氣介式，探頭安裝在高液位之上的空氣或其它氣體中。

　�。╟）固介式，把一根傳聲固體棒插入液體中，上端要高出高液位之上，探頭安裝在傳聲固體棒的上端4。

　　雙定時器IC1555組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。低電平變成正負尖頂脈沖，經(jīng)過3AOUT得到負尖頂脈沖，觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。單穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)輸出的高電平持續(xù)約1ms，即tw≈1.1R5C5≈1ms。IC2555組成多諧振蕩器，接地電阻振蕩頻率f1≈40kHz。該振蕩器振蕩受單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出電平控制。當單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出高電平時，多諧振蕩器產(chǎn)生振蕩，IC2555的引腳3輸出約40個頻率為40kHz、占空比約50的矩形脈沖5。