P+F超声波传感器UC1000-18GS-IUEP-IO-V15深度解析

核心原理与技术特性

超声波传感器基于高频声波（20kHz以上）的发射与接收实现非接触式测量，其核心技术特性包括：

声波传播特性：

超声波在空气中传播速度约为343m/s（20℃），受温度影响显著（每升高1℃声速增加0.6m/s）。

方向性好，波长短，衍射能力弱，适合直线传播。

穿透力强，可穿透液体、固体（如金属），但对柔软、多孔材料（如泡沫）反射效果差。

压电效应应用：

逆压电效应：电信号→机械振动→超声波发射。

正压电效应：反射波→机械振动→电信号转换。

性能指标与影响因素

关键参数：

工作频率：常用25kHz、40kHz、75kHz等，频率越高方向性越好但传播距离越短。

测量范围：几厘米至几十米，受功率、环境影响。

精度与分辨率：精度可达毫米级，分辨率取决于时间测量精度。

盲区：发射端附近无法检测区域（通常2-5cm）。

环境干扰：

温度：声速变化需软件补偿。

湿度与气流：高湿度或强气流削弱声波能量。

噪声：金属敲击声等高频噪声可能干扰测量。

结构与材料：

压电晶片：核心部件，材料如石英晶体、锆钛酸铅（PZT）。

阻尼块：减少余振干扰，提升精度。

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感应范围70 ... 1000 mm

调整范围90 ... 1000 mm

死区0 ... 70 mm

标准目标板100 mm x 100 mm

换能器频率大约 255 kHz

响应延迟最小值 : 28 ms

出厂设置： 56 ms

传感器循环时间≥ 14 ms （出厂设置） ;

可编程至 60 s

温度影响带温度补偿：≤ ± 最终值的 0.75%（开启传感器 10 分钟后）（出厂设置）

带增强型温度补偿：≤ ± 最终值的 0.75%（开启传感器 2 分钟后）

不带温度补偿：0.17 %/K

超声波传感器型号列举

UC1000-18GS-2EP-IO-V15

UC1000-18GS-IUEP-IO-V15

UC500-18GS-2EP-IO-V15

UC500-18GS-IUEP-IO-V15

UCC1000-30GM-IUR2-V15

UB100-F77-E0-V31

UB1000-18GM75-E5-V15

UB1000-18GM75-I-V15

应用场景与案例

工业领域：

液位测量：非接触式测量油箱、罐体液位，精度高且耐腐蚀。

厚度检测：测量金属板材、塑料管材厚度。

无损探伤：检测材料内部缺陷（如裂纹）。

汽车领域：

倒车雷达：检测车辆后方障碍物距离。

自动泊车：辅助车辆定位停车位。

防误踩油门：结合摄像头与超声波传感器，防止停车时误踩油门。

智能家居：

智能马桶：检测人体距离，自动翻盖、冲水。

扫地机器人：避障与路径规划。

医疗领域：

超声成像：如B超，利用反射波生成人体器官图像。

超声治疗：如碎石、消融等。

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