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超聲波傳感器知識（第四部分）：測量精度的影響
點(diǎn)擊次數(shù)：1477 發(fā)布時(shí)間：2015-5-5
超聲波傳感器知識（第四部分）：測量精度的影響
對于超聲波傳感器，測量精度通常是指模擬輸出的測量值的精度?；诨夭▊鬏敃r(shí)間，超聲波傳感器的測量精度依靠數(shù)個(gè)物理參數(shù)。這些參數(shù)通常與空氣和內(nèi)部偏差相關(guān)。
環(huán)境影響
空氣溫度
空氣溫度對超聲波傳感器的測量精度有很大的影響。超聲波脈沖的回波的傳播時(shí)間被測量后，傳感器用聲速計(jì)算到目標(biāo)物的距離。然而，由于空氣溫度的改變，聲速每Kelvin改變0.17%. 幾乎所有的倍加福超聲波傳感器都有一個(gè)溫度探測器來彌補(bǔ)這種影響。這個(gè)探測器測量環(huán)境溫度，傳感器修正測量值的相關(guān)溫度偏移（詳見溫度補(bǔ)償）。
濕度
在室溫和較低的溫度下，濕度對聲速的影響可以忽略不計(jì)。然而，在高溫下，聲速隨著濕度的增高而增高。
氣壓
聲速在海平面和3000米海拔高度傳播時(shí)下降不到1%。位置的大氣波動可以忽略不計(jì)，對聲速的影響是難以衡量的。
氣流
如果目標(biāo)物有標(biāo)準(zhǔn)反射板的反射特性，一般氣流（風(fēng)）7kn（50-61.5 km/h）對超聲波測量沒有影響。暴風(fēng)雨天氣或者颶風(fēng)可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的測量（信號衰減）。關(guān)于聲速的變化，沒有得出常規(guī)的結(jié)論。這是因?yàn)闅饬鞣较蚝蜌饬魉俣葧r(shí)常改變。舉個(gè)例子，特別是熱的目標(biāo)物，比如炙熱的金屬，可以引起嚴(yán)重的空氣擾動。超聲波可以是分散的或者偏離的，沒有可測量的回波返回。
漆霧
漆霧對超聲波傳感器的工作沒有明顯的影響。然而，霧不允許堆積在工作中的換能器表面，以免影響換能器的敏感度。
外部噪音
外部噪音和被測目標(biāo)物的回波是不同的，通常不會引起誤判。如果干擾源與超聲波傳感器有同樣的頻率，內(nèi)部噪音的振幅一定不會超過目標(biāo)回聲的振幅。舉個(gè)例子，當(dāng)用石頭填滿一個(gè)筒倉時(shí)，這種事情會發(fā)生。
氣體類型
倍加福的超聲波傳感器是為在大氣中工作所設(shè)計(jì)的。在其他氣體中工作（如二氧化碳中）會導(dǎo)致嚴(yán)重的測量錯(cuò)誤或甚至全部的功能損失，由于聲速的偏差和衰減。
溫度補(bǔ)償
超聲波傳感器使用回波傳輸時(shí)間的方法原理，即測量超聲波脈沖發(fā)出和測得回波的時(shí)間間隔。超聲波傳感器通過聲速來計(jì)算目標(biāo)物的距離。當(dāng)聲音在空氣中傳播時(shí)，聲速在室溫下大概是344 m/s。然而。聲速是依靠溫度來改變的，每升高一攝氏度改變約17%。倍加福大多數(shù)的超聲波傳感器可以在-25° C到+70° C的溫度范圍工作。
沒有溫度補(bǔ)償和100厘米的測量距離，20° C的溫度改變會導(dǎo)致在70° C時(shí)-8.5厘米的誤差和在-25° C時(shí)+7.65厘米的誤差。
因此，大多數(shù)的超聲波傳感器配有溫度探測器用于測量距離的修正。這個(gè)補(bǔ)償可以在超聲波傳感器從-25° C 到+70° C工作范圍內(nèi)執(zhí)行，并得到±1.5%的測量精度。
精度
精度/精度指的是輸出值和測量值之間的差異，測量值是由超聲波傳感器實(shí)際測量目標(biāo)物的距離。 從實(shí)用性的角度來看，在工業(yè)應(yīng)用中，在- 25°到+70° C的工作范圍下，超聲波傳感器可以實(shí)現(xiàn)1% 到 3%的精度。高精度可以在非常穩(wěn)定的環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，可以關(guān)閉溫度補(bǔ)償。（使用編程工具）
另一種可能是使用超聲波參考傳感器。 這種方法涉及安裝第二個(gè)同類型的傳感器，與測量傳感器平行，與固定的目標(biāo)物對齊。如果在測量范圍內(nèi)的環(huán)境條件發(fā)生改變，到目標(biāo)物的距離也會隨著聲速的改變而改變。測量值被錯(cuò)誤的數(shù)值糾正。