I sensori a ultrasuoni sono dispositivi sensoriali che convertono l'energia elettrica in onde ultrasoniche. Il principio di funzionamento è simile ai radar, poiché rilevano un bersaglio in base all'interpretazione del segnale che viene riflesso da loro. La velocità del suono è un valore costante, quindi utilizzando un tale sensore, puoi facilmente impostare la distanza dall'oggetto, corrispondente all'intervallo di tempo tra l'invio del segnale stesso e il ritorno dell'eco da esso.
I sensori a ultrasuoni hanno una serie di funzioni che consentono di determinare l'area del loro utilizzo. È possibile individuare un corto raggio, una direttività del segnale, una bassa velocità di propagazione dell'onda. Il principale vantaggio dei sensori a ultrasuoni è il loro costo relativamente basso. Nelle auto possono essere utilizzati per organizzare i sistemi di parcheggio. Ultrasonicoi sensori di livello con portata estesa vengono utilizzati attivamente in numerosi progetti di sistemi di assistenza per il monitoraggio degli angoli ciechi. Sono anche utilizzati in una varietà di sistemi di controllo dell'auto in modalità automatica.
Come base del sensore si può chiamare un trasduttore che unisce l'elemento attivo e il diaframma. In questo caso, il trasduttore funge da trasmettitore e ricevitore. L'elemento attivo genera un breve impulso, che viene poi ricevuto come eco dall'ostacolo. È realizzato con uno speciale materiale piezoelettrico. In questo caso, il diaframma in alluminio funge da superficie di contatto del trasduttore, consentendo di determinarne le caratteristiche acustiche. La base del trasduttore è sufficientemente elastica per assorbire le vibrazioni. Tutti gli elementi sono in una custodia di plastica dotata di connettori per il collegamento.
I sensori a ultrasuoni funzionano in questo modo: quando riceve un segnale dall'esterno, l'elemento attivo fa vibrare il diaframma, inviando impulsi ultrasonici nello spazio. Quando queste onde incontrano un ostacolo, vengono riflesse, ritornando al trasduttore, e creano vibrazioni dell'elemento attivo, da cui il segnale elettrico viene poi rimosso.
I sensori a ultrasuoni hanno caratteristiche di base come la frequenza degli impulsi, il raggio di rilevamento degli ostacoli, la velocità. I moderni dispositivi di parcheggio hanno una frequenza di 40 kHz e un raggio di rilevamento difino a 2,5 metri.
I produttori di solito non indicano il valore di un parametro così importante come l'angolo di visione. Nei sensori, l'angolo di campo è solitamente determinato dalla frequenza dei segnali e dalla forma e dimensione del trasduttore. Maggiore è la frequenza degli impulsi, minore sarà l'angolo di visione.
I sensori di distanza a ultrasuoni hanno molti vantaggi innegabili, ma hanno anche limitazioni funzionali molto significative. Le prestazioni e la precisione dei dispositivi sono ridotte in condizioni meteorologiche avverse, nonché in caso di forte inquinamento. Il sensore è in grado di far passare piccoli oggetti e superfici poco riflettenti.
