⑴ 超聲波指紋識別感測器是什麼原理
超聲波指紋採集，其原理是利用超聲波具有穿透材料的能力，且隨材料的不同產生大小不同的回波（超聲波到達不同材質表面時，被吸收、穿透與反射的程度不同）。因此，利用皮膚與空氣對於聲波阻抗的差異，就可以區分指紋嵴與峪所在的位置。
超聲波是一種頻率高於20000赫茲的聲波，它的方向性好，穿透能力強，易於獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用於測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。
向某一方向發射超聲波，檢測聲波從發射到反射回來的時間，可以計算出發射點距反射點的距離。對物體進行多點掃描，可由多點匯集出物體的表面形狀。依據這一原理採集指紋信息的感測器，即超聲波指紋感測器
指紋，是人體的基本特徵之一。是表皮上突起的紋線，凸起的部分叫紋峭，凹的部分紋峪。指紋有三種基本形狀：螺旋形，環形，弓形；總體特徵的區域特徵模式有：核心點，三角點，式樣線；指紋的局部特徵（指指紋上的節點）：終結點，分叉點，孤立點，中心點等。
指紋識別，即指通過比較不同指紋的細節特徵點來進行鑒別。指紋識別技術涉及圖像處理、模式識別、計算機視覺、數學形態學、小波分析等眾多學科。由於每個人的指紋不同，就是同一人的十指之間，指紋也有明顯區別，因此指紋可用於身份鑒定。由於每次捺印的方位不完全一樣，著力點不同會帶來不同程度的變形，又存在大量模糊指紋，如何正確提取特徵和實現正確匹配，是指紋識別技術的關鍵。
傳統的指紋識別，是對指紋與物體接觸的表面進行分析，按手印，光學掃描等得到的是二維（2D）指紋圖像。而超聲波掃描可以對指紋進行更深入的分析采樣，甚至能滲透到皮膚表面之下識別出指紋獨特的3D特徵。
由於超聲波具有一定穿透性，所以在手指有少量污垢或潮濕的情況下仍能工作，可以穿透玻璃、鋁、不銹鋼、藍寶石、塑料等設備進行識別。因此可以將感測器裝在設備內部和設備融為一體，而不必將指紋識別單元單獨做成一個外露的表面部件。
⑵ 求超聲波感測器原理與應用
超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪，有兩種形式：橫向振盪（橫波）及縱和振盪（縱波）。在工業中應用主要採用縱向振盪。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現象，並且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。利用超聲波的特性，可做成各種超聲感測器，配上不同的電路，製成各種超聲測量儀器及裝置，並在各個行業得到廣泛應用。
超聲波應用有三種基本類型，透射型用於遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關等；分離式反射型用於測距、液位或料位感測器；反射型用於材料探傷、測厚感測器等。
1、超聲波感測器的基本原理
超聲波感測器主要材料有壓電晶體（電致伸縮）及鎳鐵鋁合金（磁致伸縮）兩類。電致伸縮的材料有鋯鈦酸鉛（PZT）等。壓電晶體組成的超聲波感測器是一種可逆感測器，它可以將電能轉變成機械振盪而產生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發送器或接收器。超聲波感測器包括三個部分：超聲換能器、處理單元和輸出級。
首先處理單元對超聲換能器加以電壓激勵，其受激後以脈沖形式發出超聲波，接著超聲換能器轉入接受狀態（相當於一個麥克風），處理單元對接收到的超聲波脈沖進行分析，判斷收到的信號是不是所發出的超聲波的回聲。如果是，就測量超聲波的行程時間，根據測量的時間換算為行程，除以2，即為反射超聲波的物體距離。
把超聲波感測器安裝在合適的位置，對准被測物變化方向發射超聲波，就可測量物體表面與感測器的距離。
2、環境對超聲波測量的影響
（1）空氣溫度的影響
聲波行程時間受氣溫的影響程度為0.17%/K。也就是說40℃時的聲速相對於20℃時改變了+3.4%，因此測量距離也會改變約+3.4%。但如果選用的超聲波感測器中有溫度補償功能，此影響可忽略不計。
（2）空氣濕度的影響
從乾燥的空氣到飽和濕度的空氣中，聲速最多增加2%。因此測量距離改變最大也只有2%。實際現場中，空氣濕度變化不會如此大，此影響一般小於1%。
（3）空氣壓力的影響
在一固定地點，正常情況下的氣壓波動為±5%，會造成聲速波動約±0.6%。
（4）氣流的影響
當風速大於50km/h時，聲波速度及方向的改變會大於3%。在現場使用中，只有靠近被測物表面的幾厘米的氣流有可能大於20km/h，且垂直於測量方向，故對測量結果的影響可忽略。
（5）油霧的影響
只要防止油霧沉降在超聲換能器的有效表面上，就可避免它的影響。
回答者:宋治軒
2013-10-28
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⑶ 超聲波感測器的應用原理
超聲波感測器原理是怎樣的呢?請看下面詳細分析。
超聲波感測器採用了一種特殊的聲波傳送器，實現了聲波的交替發射和接收。傳送器發射出的超聲波被物體反射，然後由傳送器再次接收。聲波發射後，超聲波感測器將切換到接收模式。發射和接收之間所經過的時間與物體與感測器之間的距離成正比。
要搞清楚超聲波感測器原理先要來了解一下下面7點
1、數字輸出
感應必須在檢測區域內才能發生。可以利用感測器的電位計或電子自學習功能(自學習按鈕或外部自學習)調節所需要的感應范圍。如果在設定的區域內探測到物體，輸出狀態將發生變化，並通過集成LED實現可視化顯示。
2、目標物探測
聲波在硬表面上的反射效果最佳。目標物可能是固體、液體、顆粒或粉末。一般來說，超聲波感測器主要用於那些光學探測原理欠缺可靠性的物體檢測領域。
3、標准目標物
標准目標物定義為下述尺寸的正方形扁平物體：
15 x 15 mm (Sde最長250 mm)
30 x 30 mm (Sde最長1000 mm)
100 x 100 mm (Sde > 1000 mm
目標物在垂直於感測器軸的方向安裝。
4、尺寸
為確保可靠的物體檢測，反射信號必須足夠大。信號強度取決於物體的大小。使用標准物體，可實現完全檢測距離Sd。
5、表面
吸音材料的檢測將使最大感應距離降低。當物體的最大粗糙度不超過0.2mm時，可以獲得最大的感應距離。 典型的吸音材料包括：
泡沫橡膠
棉/毛/布/氈
多孔材料
6、聲波錐體縱面圖
表中所示聲波錐體縱面圖表示超聲波感測器的有效感應區域。圖形所示是短距離旁波瓣，拓寬了感測器的近距離擴散角。由於吸音和空氣擴散原因，旁波瓣在長距離處減小。大小、形狀、表面特性和目標物檢測方向對於超聲波感測器的側面檢測區域具有非常大的影響。整個產品系列採用相同的聲波錐體縱面圖，例如感應范圍相同的所有相關感測器均採用典型的100-1000
mm縱面圖，包括數字量和模擬量輸出。
7、測量方法
使用標准鋼制正方形目標物來確定典型聲波錐體縱面圖的形狀。
15 x 15 mm (Sde最長250 mm)
30 x 30 mm (Sde最長1000 mm)
100 x 100 mm (Sde > 1000 mm)
目標物與感測器的參考軸垂直，在不同距離處，均從側面接近。然後，用一根線連接測量點畫出聲波錐體縱面圖。在探測圓形或其他形狀的物體時，錐體形狀可能會發生變化。
⑷ 感測器中，什麼是超聲波超聲波感測器的工作原理又是怎樣的
我們聽得到的聲音實際上是以波的形式在空氣中傳播的，一般稱之為聲波。聲波信號的頻率在16Hz到2×104Hz之間，低於16Hz是次聲波，高於2×104Hz就是超聲波。超聲波感測器按照工作原理可以分為壓電式、磁致伸縮式、電磁式等，這里我們介紹最為常見的壓電式。
⑸ 超聲波感測器原理講解
導語：超生波在現在人民生活當中的應用十分廣泛，比如聲吶的使用，其實聲吶的使用只是超聲波應用小小的一部分，超生波感測器在醫療上，可以檢測人身體的內部結構，在生產上可以用超生波檢測物體的表面光滑程度，在包裝上又可以檢測物體的包裝情況，怎麼樣介紹到這里，是不是你就會問了，關於超生波感測器它是如何來工作的呢?下面就由小兔為大家介紹關於超生波感測器工作的原理。
人們能聽到聲音是由於物體振動產生的，它的頻率在20HZ-20KHZ超聲波感測器范圍內，超過20KHZ稱為超聲波，低於20HZ的稱為次聲波。常用的超聲波頻率為幾十KHZ-幾十MHZ。超聲波是一種在彈性介質中的機械振盪，有兩種形式：橫向振盪(橫波)及縱向振盪(縱波)。在工業中應用主要採用縱向振盪。超聲波可以在氣體、液體及固體中傳播，其傳播速度不同。另外，它也有折射和反射現象，並且在傳播過程中有衰減。在空氣中傳播超聲波，其頻率較低，一般為幾十KHZ，而在固體、液體中則頻率可用得較高。在空氣中衰減較快，而在液體及固體中傳播，衰減較小，傳播較遠。利用超聲波的特
壓電晶體組成的超聲波感測器是一種可逆感測器，它可以將電能轉變成機械振盪而產生超聲波，同時它接收到超聲波時，也能轉變成電能，所以它可以分成發送器或接收
器。有的超聲波感測器既作發送，也能作接收。這里僅介紹小型超聲波感測器，發送與接收略有差別，它適用於在空氣中傳播，工作頻率一般為23-25KHZ及40-45KHZ。這類感測器適用於測距、遙控、防盜等用途。
該種有T/R-40-60，T/R-40-12等(其中T表示發送，R表示接收，40表示頻率為40KHZ，16及12表示其外徑尺寸，以毫米計)。另有一種密封式超聲波感測器(MA40EI型)。它的特點是具有防水作用(但不能放入水中)，可以作料位及接近開關用，它的性能較好。超聲波應用有三種基本類型，透射型用於遙控器，防盜報警器、自動門、接近開關等;分離式反射型用於測距、液位或料位;反射型用於材料探傷、測厚等。由發送感測器(或稱波發送器)、
接收感測器(或稱波接收器)、控制部分與電源部分組成。發送器感測器由發送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量並向空中輻射;而接收感測器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量，作為感測器接收器的輸出，從而對發送的超進行檢測.而實際使用中，用作發送感測器的陶瓷振子也可以用作接收器感測器社的陶瓷振子。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。
怎麼樣了，關於超生波感測器的原理的介紹，不知道大家是否看懂了呢?如果你說看上去可能會特別難，其實在裡面細分出來讓大家看那就是更難了，關於超生波感測器的應用非常廣泛，如果有興趣的話大家可以到網上或是書店中購買相關的書籍，進行更細一步的學習。現在科技的不斷進步還有聲波牙刷等科技產品大家也可以到網上進行學習。好了關於超生波感測器的學習今天就介紹到這里了，謝謝大家的觀看。
⑹ 超聲波感測器的工作原理
超聲波感測器的工作原理：
超聲波感測器由發送感測器(或稱波發送器)、接收感測器(或稱波接收器)、控制部分與電源部分組成。發送器感測器由發送器與使用直徑為15mm左右的陶瓷振子換能器組成，換能器作用是將陶瓷振子的電振動能量轉換成超能量並向空中輻射；而接收感測器由陶瓷振子換能器與放大電路組成，換能器接收波產生機械振動，將其變換成電能量，作為感測器接收器的輸出，從而對發送的超進行檢測.而實際使用中，用作發送感測器的陶瓷振子也可以用作接收器感測器社的陶瓷振子。控制部分主要對發送器發出的脈沖鏈頻率、占空比及稀疏調制和計數及探測距離等進行控制。
簡介：
超聲波感測器是利用超聲波的特性研製而成的感測器。超聲波是一種振動頻率高於聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好，能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波感測器可以對集裝箱狀態進行探測，可以應用於食品加工廠，實現塑料包裝檢測的閉環控制系統。超聲波感測器對透明或有色物體，金屬或非金屬物體，固體、液體、粉狀物質均能檢測。
主要應用：
超聲波感測技術應用在生產實踐的不同方面，而醫學應用是其最主要的應用之一，下面以醫學為例子說明超聲波感測技術的應用。超聲波在醫學上的應用主要是診斷疾病，它已經成為了臨床醫學中不可缺少的診斷方法。超聲波診斷的優點是：對受檢者無痛苦、無損害、方法簡便、顯像清晰、診斷的准確率高等。因而推廣容易，受到醫務工作者和患者的歡迎。超聲波診斷可以基於不同的醫學原理，我們來看看其中有代表性的一種所謂的A型方法。這個方法是利用超聲波的反射。當超聲波在人體組織中傳播遇到兩層聲阻抗不同的介質界面時，在該界面就產生反射回聲。每遇到一個反射面時，回聲在示波器的屏幕上顯示出來，而兩個界面的阻抗差值也決定了回聲的振幅的高低。
在工業方面，超聲波的典型應用是對金屬的無損探傷和超聲波測厚兩種。過去，許多技術因為無法探測到物體組織內部而受到阻礙，超聲波感測技術的出現改變了這種狀況。當然更多的超聲波感測器是固定地安裝在不同的裝置上，「悄無聲息」地探測人們所需要的信號。在未來的應用中，超聲波將與信息技術、新材料技術結合起來，將出現更多的智能化、高靈敏度的超聲波感測器。
超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。
超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。因此超聲波檢測廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。
超聲波距離感測器可以廣泛應用在物位（液位）監測，機器人防撞，各種超聲波接近開關，以及防盜報警等相關領域，工作可靠，安裝方便， 防水型，發射夾角較小，靈敏度高，方便與工業顯示儀表連接，也提供發射夾角較大的探頭。
⑺ 超聲測距感測器靈敏度怎麼計算
這個問題需要分情況：
如果是國產或國內組裝的，超聲波感測器的測量精度是要和主機一起測試的，且是一對一的關系，否則線形也就是測量的精度，就沒有參考價值。
如果是德國FLEXIM系列的超聲波流量計的感測器，可以單獨測試精度。建議計算超聲波感測器的測量精度的時候，在溫度，其它工況調試好的前提下，採用稱重或體積法。
⑻ 你好！能否給我講講超聲波感測器的靈敏度和聲壓是什麼意思怎麼計算的呢另外，發射功率如何計算謝謝
發射靈敏度：加在換能器上1V的電壓，在聲中心距離1m的地方產生的聲壓。
接收靈敏度：把換能器放在1uPa聲壓的環境裡面，在換能器兩端產生的電壓。
聲壓指的聲波的強度。
計算就很復雜了，最好去看看聲學基礎方面的書。
⑼ 超聲波測距感測器的原理是什麼
1. 超聲波發生器
為了研究和利用超聲波，人們設計和製造了許多超聲波發生器。一般來說，超聲波發生器可以分為兩類:一類是電產生超聲波，另一類是機械產生超聲波。電方法有壓電、磁致伸縮、電等;機械方法有高爾通笛、水笛、氣笛。它們產生的超聲波的頻率、功率、聲波特性不同，所以它們的用途也不同。目前，比較常用的是壓電式超聲波發生器。
2. 壓電超聲發生器原理
壓電超聲波發生器實際上是利用壓電晶體的共振來工作。超聲發生器內部結構有兩個壓電晶片和一個諧振板。當脈沖信號作用於壓電晶片的兩極，其頻率等於壓電晶片的固有振盪頻率時，壓電晶片將產生共振，並驅動諧振板振動，產生超聲波。反之，如果兩電極之間不加電壓，當共振板接收到超聲波時，就會壓壓電片振動，將機械能轉化為電信號，從而成為超聲波接收器。
3.超聲波測距原理
超聲波發射器按一定方向發射超聲波，並與發射時間同時計時。超聲波在空氣中傳播，在途中遇到障礙物後立即返回。超聲波接收器接收到反射波後立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s。根據計時器記錄的時間t，可以計算出發射點到障礙物的距離s，即s=340t/2。這就是所謂的時差測距法。
超聲波測距的原理是使用空氣中超聲波的傳播速度是已知的,測量時間當聲波遇到障礙物後反射傳播,並計算實際距離的傳送點障礙基於發射和接收之間的時間差異。由此可見，超聲波測距原理與雷達測距原理是相同的。
測距公式表示為:L=C×T
式中，L為測量的距離長度;C為超聲波在空氣中的傳播速度;T為測量距離傳播的時間差(T為發射到接收時間值的一半)。
超聲波測距主要用於倒車提醒、建築工地、工業工地等場所的距離測量。目前距離測量范圍雖然可以達到100米，但測量精度只能達到厘米量級。
超聲波具有定向發射容易、方向性好、強度易於控制、不與被測物體直接接觸等優點，是一種理想的液體高度測量方法。在精密的液位測量中需要達到毫米級的測量精度，但目前國內超聲波測距專用集成電路只有厘米級的測量精度。
⑽ 超聲波感測器如何測距
超聲波感測器測距工作原理：超聲波感測器是將超聲波信號轉換成其他能量信號（通常是電信號）的感測器。超聲波是指頻率大於20 kHz的在彈性介質中產生的機械震盪波，其具有指向性強、能量消耗緩慢、傳播距離相對較遠等特點，因此常被用於非接觸測距。由於超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。，因此超聲波測距對環境有較好的適應能力，此外超聲波測量在實時、精度、價格也能得到很好的折中。
目前超聲波測距的方法有多種：如往返時間檢測法、相位檢測法、聲波幅值檢測法。其原理是超聲波感測器發射一定頻率的超聲波，藉助空氣媒質傳播，到達測量目標或障礙物後反射回來，經反射後由超聲波接收器接收脈沖，其所經歷的時間即往返時間，往返時間與超聲波傳播的路程的遠近有關。
