环境影响
空气温度
空气温度对
超声波传感器的测量精度有很大的影响。超声波脉冲的回波的传播时间被测量后,传感器用声速计算到目标物的距离。然而,由于空气温度的改变,声速每Kelvin改变0.17%. 几乎所有的
倍加福超声波传感器都有一个温度探测器来弥补这种影响。这个探测器测量环境温度,传感器修正测量值的相关温度偏移(详见温度补偿)。
湿度
在室温和较低的温度下,湿度对声速的影响可以忽略不计。然而,在高温下,声速随着湿度的增高而增高。
气压
声速在海平面和3000米海拔高度传播时下降不到1%。指定位置的大气波动可以忽略不计,对声速的影响是难以衡量的。
气流
如果目标物有标准反射板的反射特性,一般气流(风)7kn(50-61.5 km/h)对超声波测量没有影响。暴风雨天气或者飓风可能导致不稳定的测量(信号衰减)。关于声速的变化,没有得出常规的结论。这是因为气流方向和气流速度时常改变。举个例子,特别是热的目标物,比如炙热的金属,可以引起严重的空气扰动。超声波可以是分散的或者偏离的,没有可测量的回波返回。
漆雾
漆雾对超声波传感器的工作没有明显的影响。然而,雾不允许堆积在工作中的换能器表面,以免影响换能器的敏感度。
外部噪音
外部噪音和被测目标物的回波是不同的,通常不会引起误判。如果干扰源与超声波传感器有同样的频率,内部噪音的振幅一定不会超过目标回声的振幅。举个例子,当用石头填满一个筒仓时,这种事情会发生。
气体类型
倍加福的超声波传感器是为在大气中工作所设计的。在其他气体中工作(如二氧化碳中)会导致严重的测量错误或甚至全部的功能损失,由于声速的偏差和衰减。
温度补偿
超声波传感器使用回波传输时间的方法原理,即测量超声波脉冲发出和测得回波的时间间隔。超声波传感器通过声速来计算目标物的距离。当声音在空气中传播时,声速在室温下大概是344 m/s。然而。声速是依靠温度来改变的,每升高一摄氏度改变约17%。倍加福大多数的超声波传感器可以在-25° C到+70° C的温度范围工作。
没有温度补偿和100厘米的测量距离,20° C的温度改变会导致在70° C时-8.5厘米的误差和在-25° C时+7.65厘米的误差。
因此,大多数的超声波传感器配有温度探测器用于测量距离的修正。这个补偿可以在超声波传感器从-25° C 到+70° C工作范围内执行,并得到±1.5%的测量精度。
精度
精度/绝对精度指的是输出值和测量值之间的差异,测量值是由超声波传感器实际测量目标物的距离。 从实用性的角度来看,在工业应用中,在- 25°到+70° C的工作范围下,超声波传感器可以实现1% 到 3%的绝对精度。高精度可以在非常稳定的环境条件下实现。在这种情况下,可以关闭温度补偿。(使用编程工具)
另一种可能是使用超声波参考传感器。 这种方法涉及安装第二个同类型的传感器,与测量传感器平行,与固定的目标物对齐。如果在测量范围内的环境条件发生改变,到目标物的距离也会随着声速的改变而改变。测量值被错误的数值纠正。
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