超聲波位移傳感器探頭內壓電晶片可發(fā)射與接收超聲波信號，超聲波信號發(fā)射再經(jīng)被測物反射回來(lái)，由傳感器探頭接收，再經(jīng)過(guò)接收電路放大、整形。以嵌入式微處理系統記錄超聲波發(fā)射的時(shí)間和反射波的時(shí)間。當收到超聲波的反射波時(shí)，接收電路輸出端產(chǎn)生一個(gè)跳變。通過(guò)定時(shí)器計數，計算時(shí)間差，就可以計算出相應的位移量。傳感器檢測范圍取決于其使用的波長(cháng)和頻率。波長(cháng)越長(cháng)，頻率越小，檢測距離越大。傳感器整體尺寸較小，特別適合檢測安裝空間有限的場(chǎng)合。超聲波位移傳感器具有優(yōu)越的抗干擾性能，能在存在雜波或噪聲的環(huán)境中檢測到目標，同時(shí)實(shí)時(shí)標定、噪聲抑制及額外的過(guò)濾確保距離信息穩定。因為被廣泛應用于各類(lèi)自動(dòng)化設備位移測量與位置定位、料位測量、液位測量、尺寸測量、機器人自動(dòng)避障行走等領(lǐng)域。超聲波位移傳感器工作原理簡(jiǎn)單，安裝使用方便，制造成本相對較低。
但是傳感器精度不高，無(wú)法用于部分高精度測量場(chǎng)合。傳感器安裝使用中也常存在一些特殊問(wèn)題，如反射問(wèn)題、噪音、信號交叉問(wèn)題。
1. 反射問(wèn)題
如果被探測物體始終在合適的角度，那超聲波位移傳感器將會(huì )獲得正確的回波信號，實(shí)現精準測量。但是在實(shí)際應用中，仍有部分場(chǎng)合被探測物體無(wú)法被正確檢測。其中可能會(huì )出現幾種誤差：三角誤差、鏡面反射、多次反射。當被測物體與傳感器成一定角度的時(shí)候，所探測的信號和實(shí)際距離存在三角誤差；在特定的角度下，聲波被光滑的物體鏡面反射出去，無(wú)法產(chǎn)生回波，也就無(wú)法實(shí)現準確測量；多次反射現象在立體或者多面體構造的物體測量時(shí)比較常見(jiàn)，聲波經(jīng)過(guò)多次反彈才被傳感器接收到，因此實(shí)際的探測值并不是真實(shí)的位移量。多次反射問(wèn)題可以通過(guò)使用多個(gè)按照一定角度排列的超聲波位移傳感器解決。通過(guò)探測多個(gè)超聲波的測量值，用來(lái)篩選出正確的數據。
2、噪音
雖然多數超聲波位移傳感器的工作頻率遠遠高于人類(lèi)能夠聽(tīng)到的聲波頻率。但是應用環(huán)境也會(huì )產(chǎn)生類(lèi)似頻率的噪音。例如：電機在轉動(dòng)過(guò)程會(huì )產(chǎn)生一定的高頻噪音；輪子在地面摩擦；設備或者機器人的抖動(dòng)；甚至有多臺設備測量時(shí)，其它的超聲波位移傳感器發(fā)出的信號也有可能干擾到傳感器的信號接收。
3、信號交叉問(wèn)題
交叉問(wèn)題是當多組超聲波位移傳感器按照一定角度被安裝在設備或者機器人測量時(shí)引起的。一組傳感器發(fā)射的超聲波信號經(jīng)鏡面反射或者多次反射，被其它傳感器獲得，導致無(wú)法正確獲得被測物體的位移信號。
