Ultraschallsensoren sind sensorische Geräte, die elektrische Energie in Ultraschallwellen umwandeln. Das Funktionsprinzip ähnelt dem Radar, da sie ein Ziel anhand der Interpretation des von ihnen reflektierten Signals erkennen. Die Schallgeschwindigkeit ist ein konstanter Wert, daher können Sie mit einem solchen Sensor einfach die Entfernung zum Objekt einstellen, die dem Zeitintervall zwischen dem Senden des Signals selbst und dem Zurücksenden des Echos entspricht.
Ultraschallsensoren verfügen über eine Reihe von Funktionen, mit denen Sie den Bereich ihres Einsatzes bestimmen können. Es ist möglich, eine kurze Reichweite, Signalrichtwirkung und niedrige Wellenausbreitungsgeschwindigkeit hervorzuheben. Der Hauptvorteil von Ultraschallsensoren sind ihre relativ geringen Kosten. In Autos können sie verwendet werden, um Parksysteme zu organisieren. UltraschallFüllstandssensoren mit erweiterter Reichweite werden in einer Reihe von Konstruktionen von Assistenzsystemen zur Überwachung toter Winkel aktiv eingesetzt. Sie werden auch in einer Vielzahl von Autosteuerungssystemen im Automatikmodus verwendet.
Als Basis des Sensors kann ein Wandler bezeichnet werden, der das aktive Element und die Membran kombiniert. In diesem Fall fungiert der Wandler als Sender und Empfänger. Das aktive Element erzeugt einen kurzen Impuls, der dann als Echo vom Hindernis empfangen wird. Es besteht aus einem speziellen piezoelektrischen Material. Die Aluminiummembran dient in diesem Fall als Kontaktfläche des Wandlers, wodurch die akustischen Eigenschaften bestimmt werden können. Die Basis des Wandlers ist ausreichend elastisch, um Vibrationen zu absorbieren. Alle Elemente befinden sich in einem Kunststoffgehäuse, das mit Anschlüssen zum Anschließen ausgestattet ist.
Ultraschallsensoren funktionieren so: Wenn ein Signal von außen empfangen wird, versetzt das aktive Element die Membran in Schwingung und sendet Ultraschallimpulse in den Weltraum. Wenn diese Wellen auf ein Hindernis treffen, werden sie reflektiert, kehren zum Wandler zurück und erzeugen Vibrationen des aktiven Elements, von dem dann das elektrische Signal entfernt wird.
Ultraschallsensoren haben grundlegende Eigenschaften wie Pulsfrequenz, Hinderniserkennungsbereich, Geschwindigkeit. Moderne Einparkhilfen haben eine Frequenz von 40 kHz und einen Erfassungsbereich vonbis zu 2,5 Meter.
Hersteller geben den Wert eines so wichtigen Parameters wie des Betrachtungswinkels normalerweise nicht an. Bei Sensoren wird der Blickwinkel normalerweise durch die Frequenz der Signale und die Form und Größe des Wandlers bestimmt. Je höher die Pulsfrequenz, desto kleiner der Betrachtungswinkel.
Ultraschall-Abstandssensoren haben viele unbestreitbare Vorteile, aber sie haben auch sehr erhebliche funktionale Einschränkungen. Die Leistung und Genauigkeit der Geräte wird bei schlechten Wetterbedingungen sowie bei starker Verschmutzung reduziert. Der Sensor kann sowohl kleine Objekte als auch schwach reflektierende Oberflächen passieren.