초음파 센서 지식(1부):기술 및 기능 요약

고도로 개발 된 초음파 기술은 다양한 센싱 기반을 구축하였습니다. 기본적인 원리는 비접촉식 방식으로 물체를 감지하거나 초음파센서로부터의 거리를 측정하는 것 입니다. 이러한 거리 측정은 센서 타입에 따라 몇 센티미터로부터 최대 10 미터 까지 가능합니다. 센서가 초음파 펄스를 발사하여 물체로부터 반사됩니다.

발생한 에코를 초음파센서가 받아들이며, 압전변환기를 통하여 이를 전자신호로 전환합니다. 거리는 소리의 전파시간에 의하여 알려집니다. 센서가 초음파 펄스 발사 시간과 에코 받아들이는 타임래그를 측정하여, 소리 전파 속도를 기판으로 센서로부터 물체까지의 거리를 계산합니다. 상온 환경에, 공기중에서 소리의 전파 속도의 약 344 m/s 입니다.

초음파센서의 측정 거리는 물체의 표면 속성 및 각도에 의하여 결정 됩니다. 플랫 표면(표준 반사판)을 갖추며 정확히 센서축에 수직되게 위치 한 물체를 감지할 때, 감지 거리가 가장 큽니다. 아주 작은 물체 또는 부분적으로 음파 방향을 돌릴수 있는 물체는 감지 거리를 줄입니다. 매끈한 표면을 가진 물체는 가능한 센서와90°위치로 설치되어야 합니다. 굴곡 표면의 물체는 설치 각도 편차를 크게 할 수 있습니다.

환경 영향도 고려해야 합니다. 초음파센서의 정밀도에 가장 큰 영향을 주는 요인은 공기 온도 입니다. Pepperl+Fuchs의 초음파센서는 보상 회로 갖춤으로 센서 출력의 온도 영향을 제거합니다. 그외에 상대 습도 및 기압도 고려해줘야 합니다.