超声波定向传送：超声波板制作

Posted 2022-04-02 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了超声波定向传送：超声波板制作相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

简介：本文记录了制作超声波阵列的过程。使用了20 颗超声波发送传感器焊锡得到了一个超声波阵列。这位后面 制作超声定向声音传播打下基础 .

关键词： 超声波，阵列

§01 超声波阵列

根据 把声音转换成”激光“ 中所涉及到的声音定向传递实验内容，制作一个类似装置，用于课堂上的演示。本文针对其中的超声波定向传送中的换能器-超声波传感器 进行测试。

1.1 测试主要问题

为了获得更好的超声波发送效果，需要对于制作超声板上的所有传感器能够有良好的一致性。所以需要回答以下问题：
1. 如何测量超声波发送器的电气参数？
2. 超声波发送和接收传感器有什么样的差异？
3. 超声波换能器的实际工作带宽是多少？

下面安排具体的实验回答上述问题。

1.1.1 DOP文件

DOP文件存储在。

D:\\MooC\\Apple\\2022\\超声波发送板\\超声板制作

1.2 内容规划

1.2.1 A：如何制作超声波阵列？

制作的背景和目标：
需要解决主要问题：
- 阵列制作
- 功率驱动
- 调制信号

本文是针对其中阵列制作过程进行记录。

1.2.2 P：基本原理

（1）压电陶瓷与超声波传感器

测量器件的复阻抗特性；保持它们的一致性；
T+R的区别是什么？
器件的带宽；
器件的输出功率；

（2）阵列与定向

如何测量单个超声波传感器的辐射源；
判断单个、两个、三个超声波传感器辐射源的范围；
- 这个下面两个问题属于研究阶段需要处理的问题了。

1.2.3 L：与信号与系统课程有什么联系？

系统的线性特性；
系统的频率特性：超声波器件的频率带宽；

1.2.4 E：能够做些什么呢？

购买器件，自己动手测量：
- 超声波的阻抗；
- 观察两个T+R 之间的差异性。
Ultrasonic Transducers - “R” vs. “T” elements? 这是 Milan Karakas 在 Youtube上的频道 。

▲ 图1.2.1 Karakas 在Youtube上的频道

What is the difference between ultrasonic receive and transmit 40khz transducers?

▲ 图1.2.2 超声波中的T,R之间什么区别？

Air Ultrasonic Ceramic Transducers ：通过400ST/R100数据手册展示出这两者在阻抗方面的差异性。
Parts for DIY ultrasonic sensor, Difference im ultrasonic transducers and recivers?

▲ 图1.2.3 400ER180/400ET180阻抗

下面的解释非常正点：

The transmitter and receiver are tuned differently. At 40kHz, the transmitter impedance (solid blue line) is at its minimum, while the receiver impedance (solid red line) is at its maximum. In that way, maximum power can be driven into the transmitter, while the receiver can generate its maximum voltage. The series and parallel resonant frequencies are about 1kHz apart.

下面是我再2020年对于超声波传感器进行的相关测试，里面显示了传感器的特性差异。