Ультразвуковий датчик. Як працює? Як перевірити?

Ультразвуковий датчик вже десятиліттями зарекомендував себе як прилад для вимірювання відстані на коротких дистанціях. Цей недорогий компонент використовується, наприклад, як датчик відстані при паркуванні в бампері. Ми покажемо, як працюють ці непомітні деталі та як діагностувати їхні несправності.

Ультразвуковий датчик швидко перемикається між режимами передачі та прийому. Його частота знаходиться в ультразвуковому діапазоні, тобто вона не чутна для людини, оскільки становить приблизно 40–50 кГц.

Принцип роботи

Ультразвуковий датчик складається з п’єзоелемента, над яким розташований конусоподібний корпус.

Цей конус діє як воронка, яка направляє звукові хвилі назовні через отвір у корпусі. П’єзоелемент складається з двох сенсорних елементів (пластинок) різного розміру. Ці елементи розширюються під дією напруги. При цьому менший елемент торкається більшого. Збільшення частоти викликає коливання цих елементів, які сенсор випромінює у вигляді звукових хвиль.

Звукові хвилі поширюються в повітрі зі швидкістю 343 м/с. Коли вони стикаються з перешкодою, то відбиваються від неї. Через короткий час датчик приймає відбитий сигнал. Час проходження між передачею і прийомом використовується для розрахунку відстані між датчиком і перешкодою.

У датчиках допомоги при паркуванні ультразвукові хвилі, що надсилаються, відбиваються від можливої перешкоди і знову приймаються датчиком. Відстань до перешкоди визначається за різницею в часі між надсиланням і прийомом. Вбудована електронна система оцінки перетворює цю інформацію в цифровий сигнал або сигнал ШІМ і передає її до блоку управління. Тут передана інформація перевіряється шляхом порівняння з інформацією інших датчиків.

За допомогою триангуляції можна визначити точну відстань між автомобілем і перешкодою. Ця відстань відображається водієві візуально та/або за допомогою звукових сигналів. Діапазон вимірювання зазвичай становить максимум 150 см.

Приклади застосування

Датчики допомоги при паркуванні, датчики контролю салону в системах сигналізації, датчики рівня масла, а останнім часом також для вимірювання якості AdBlue.

Часті скарги

Помилкове спрацьовування автомобільної сигналізації через не повністю закриті вікна, вихід з ладу системи допомоги при паркуванні через шар льоду …

Можливості перевірки

Схема перевірки у разі скарг на ультразвуковий датчик