超声波传感器的主要性能指标有哪些

2023-05-18 16:24:14 来源：互联网分类：电气知识

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号（通常是电信号）的传感器。超声波是一种振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、衍射现象小、特别是方向性好等特色，可转化为射线，定向传播。超声波具有很强的穿透液体和固体的能力，尤其是对阳光不透明的固体。超声波撞击杂质或界面时，会产生明显的反射，形成反射回波，撞击运动物体时，会产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用于工业、生物医学等领域。

常用的超声波传感器由可以发射和接收超声波的压电晶片组成。低功率超声探头主要用于测试。它有多种不同的结构，可分为直探头（纵波）、斜探头（横波）、面波探头（表层波）、兰姆波探头（Lamb波）、双探头（一个探头发射，一个接收到检测）等。

超声波传感器探头的核心是安装在塑料或金属外壳中的压电芯片。晶片可以由多种材料构成。晶圆的大小，如直径、厚度等也不同，因此每个探针的性能也不同，使用前需要了解其性能。超声波传感器的主要性能指标包括：

1、工作频率

工作频率是压电晶片的谐振频率。当两端施加的交流电压的频率等于芯片的谐振频率时，输出能量高，灵敏度也高。

2、工作温度

因为压电材料的居里点一般都比较高，特别是用于诊断的超声波传感器探头功率比较小，所以工作温度比较低，可以长时间工作而不会出现故障。医用超声探头的温度比较高，需要单独的制冷设备。

3、灵敏度

超声波传感器的性能很大程度上取决于制造晶圆本身。机电耦合系数大，灵敏度高；否则，灵敏度低。

4、方向性

是指超声波传感器的检测范围。

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