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超声波测距传感器技术概述
资料介绍
一、基本原理
超声波测距传感器基于回声测距原理，通过发射高频声波（通常40kHz）并接收反射信号实现距离测量。其工作流程包括四个阶段：
1.1 信号发射
传感器内置的压电换能器将电信号转换为机械振动，产生频率为40kHz的超声波脉冲。该声波以球面波形式在空气中传播，传播速度受环境温度影响，公式为：
v = 331.5 + 0.6×T（m/s）
其中T为环境温度（℃），常温（25℃）下传播速度约为346m/s。
1.2 信号接收
当声波遇到障碍物时发生反射，回波被传感器接收后转换为电信号。接收器采用带通滤波电路（中心频率40kHz±1kHz）抑制环境噪声，通过检波电路提取有效信号。
1.3 时间测量
微控制器记录发射脉冲与接收脉冲的时间差Δt，根据公式计算距离：
d = v×Δt/2
需注意声波往返路径，故需除以2得到单程距离。
1.4 数据输出
传感器通常提供数字（如I2C、UART）或模拟输出。数字输出可直接与MCU通信，模拟输出需经ADC转换，典型输出电压与距离呈线性关系（如0.4V对应20cm，2.4V对应150cm）。
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