PEPPERL+FUCHS德國倍加福總部設(shè)于德國曼海姆，分公司遍及六大洲，德國倍加福公司（P+F）是自動化行業(yè)中久負(fù)盛名的專業(yè)傳感器公司。倍加福作為自動化領(lǐng)域的電子傳感與零部件的生產(chǎn)主導(dǎo)者，憑借不斷的創(chuàng)新，恒久的質(zhì)量保證，穩(wěn)健的發(fā)展，保證了迄今六十余年的輝煌成就。倍加福在范圍內(nèi)擁有3950名員工，位于德國，美國，新加坡，匈牙利，印度尼西亞和越南的生產(chǎn)基地幾乎全部通過了ISO9001的質(zhì)量認(rèn)證。 公司兩大分支工廠自動化作為工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)主導(dǎo)者，旨在滿足范圍內(nèi)的特定市場需求。我們提供電感式、電容式、光電、超聲波以及識別系統(tǒng)、條碼視覺系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)編碼器、位置測量系統(tǒng)、接線裝置，以及其他備件的整套產(chǎn)品類別。
P+H超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機(jī)械波，由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的，它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點(diǎn)。超聲波對液體、固體的穿透本領(lǐng)很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面會產(chǎn)生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)?；诔暡ㄌ匦匝兄频膫鞲衅鞣Q為“超聲波傳感器”，廣泛應(yīng)用在工業(yè)、國防、生物醫(yī)學(xué)等方面。

 P+H超聲波傳感器性能測試技術(shù)
P+H超聲波傳感器系統(tǒng)的詳細(xì)工作流程為：
控制器通過驅(qū)動電路驅(qū)動超聲波傳感器（收發(fā)一體集成式 ）通過壓電轉(zhuǎn)換，發(fā)出一束短促的、固定頻率的超聲波信號，當(dāng)這束超聲波脈沖遇到障礙物時(shí)就 會發(fā)生反射，接收傳感器將會收到反射的機(jī)械回波，再通過壓電轉(zhuǎn)換，回波電信號經(jīng)過放大、濾 波、檢波等處理后，控制器根據(jù)發(fā)射超聲波與接收到反射回波之間的時(shí)間間隔，計(jì)算出傳感器與 障礙物之間的距離。 以下為它的一些主要參數(shù)：
1、聲壓特性 聲壓(SPL)是表示傳感器發(fā)射音量 大小的參數(shù)。用下列公式表示：SPL=20logP/Pre(dB)“P”為有效聲壓，“Pre”為參考聲壓（2 ×10-4ubar），超聲波傳感器的發(fā)射聲壓一般為≧100dB.
2、靈敏度 靈敏度是表示傳感器接收能 力強(qiáng)弱的參數(shù)，用如下公式表示：20logE/P(dB) “E”為產(chǎn)生的電壓值（VRMS），“P”為輸入 的聲壓（ubar）。超聲波傳感器的靈敏度一般為-60dB~-85dB.
3、探測包絡(luò) 傳感器的可探測區(qū)域 是不規(guī)則的，一般在正后方Z強(qiáng)，距離越遠(yuǎn)衰減越快；在斜方向的反射較弱，總體可探測區(qū)域呈 扇形分布。
常規(guī)P+H超聲波傳感器的檢測流程如下：  
1、設(shè)置一個(gè)屏蔽箱，在屏蔽箱內(nèi)的遠(yuǎn) 探測距離位置(1.5m～2米m)放一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)測試桿，一般為￠75mm的PVC管，將待調(diào)試的傳感器模塊 放入測試架，接上示波器。  
2.系統(tǒng)上電，調(diào)整傳感器板的可調(diào)中周，使中周與傳感器內(nèi)部的等 效電容產(chǎn)生特定頻率的諧振并達(dá)到Z佳點(diǎn)；再調(diào)試傳感器板的回波靈敏度（一般通過可調(diào)電阻） ，通過示波器觀察障礙物的回波寬度達(dá)到要求的值。  
3. 標(biāo)準(zhǔn)測試桿通過電機(jī)的帶動在有效探 測距離內(nèi)移動，觀察障礙物回波寬度的變化，同時(shí)蜂鳴器會根據(jù)不同的距離報(bào)出不同的聲音警示 .

P+H超聲波傳感器性能測試發(fā)明內(nèi)容：
針對傳統(tǒng)的超聲波傳感器的測試只能考量傳感器的測距功能是否OK, 這種測量模式受 PVC管的材質(zhì)、表面光潔度的變化影響結(jié)果的判定；而且對于傳感器的性能指標(biāo)如發(fā)射聲壓，接 收靈敏度，及探測包絡(luò)范圍等沒有定量的檢測及判定；而且測距是基于PVC管的反射來實(shí)現(xiàn)的， 導(dǎo)致產(chǎn)品的參數(shù)一致性有較大的誤差，本發(fā)明提出了以下的檢測方法：  
1、在完成傳感器測距 功能測試后，再驗(yàn)證P+H超聲波傳感器的發(fā)射聲壓及包絡(luò)范圍。傳感器在該模式下可持續(xù)發(fā)出超聲波；在距 離測試傳感器一定的水平距離外（30～40cm）設(shè)置5個(gè)空間分布的高頻麥克風(fēng)，分別通過5個(gè)高頻 麥克風(fēng)采集傳感器發(fā)出的超聲波信號來判斷分析超聲波的發(fā)射聲壓級、以及通過麥克風(fēng)標(biāo)定的位 置來判斷傳感器波束角度（包絡(luò)范圍）是否滿足指標(biāo)要求。  
2、完成以上測試后，再進(jìn)行傳感 器的接收靈敏度的指標(biāo)測試。傳感器在該模式下進(jìn)入持續(xù)接收狀態(tài)，在一定的水平距離外（30～ 40cm）設(shè)置一個(gè)發(fā)射傳感器。該發(fā)射傳感器發(fā)出標(biāo)定過一定聲壓級的超聲波信號（模擬障礙物發(fā) 射的回波信號強(qiáng)度），發(fā)射傳感器發(fā)出的超聲波信號被待測接收傳感器接收后，在傳感器內(nèi)進(jìn)行 壓電轉(zhuǎn)換和信號放大，再連接至采集卡進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的 回波信號，并測試傳感器接收靈敏度是否滿足測試指標(biāo)要求。

P+H超聲波傳感器性能測試具體實(shí)施的方式：
制作一個(gè)測試傳感器用的屏蔽箱，箱內(nèi)周邊用吸音棉覆蓋，以防止測試時(shí) 被其它聲波所干擾；箱內(nèi)有傳感器測試位的夾具，箱底的水平面分布有5顆高頻麥克風(fēng)和一顆發(fā) 射傳感器。分別用來測試待測超聲波傳感器的發(fā)射聲壓，包絡(luò)范圍及回波靈敏度。 被測傳感器 需具備三種測試模式，可通過與主機(jī)通信實(shí)現(xiàn)模式轉(zhuǎn)換。  
1）持續(xù)發(fā)射模式，P+H超聲波傳感器在該模式 下可通過測試主機(jī)持續(xù)發(fā)出超聲波，不進(jìn)行回波接收；該模式下通過5個(gè)高頻麥克風(fēng)采集傳感器 發(fā)出的超聲波信號來判斷分析超聲波的發(fā)射聲壓級、以及通過麥克風(fēng)標(biāo)定的位置來判斷傳感器波 束角度是否滿足指標(biāo)要求。  
2）接收模式，傳感器在該模式下通過測試主機(jī)進(jìn)入持續(xù)接收狀態(tài) ，不發(fā)出超聲波信號；該模式下通過標(biāo)定的傳感器一定聲壓級的超聲波信號（模擬回波信號強(qiáng)度 ），通過采集卡采集傳感器接收的信號來分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的回波信號，測 試傳感器回波靈敏度是否滿足測試指標(biāo)。
3）正常工作模式，該模式主要用于傳感器的其它常規(guī) 參數(shù)的測試。 高頻麥克風(fēng)采用NI IEPE測量麥克風(fēng)，頻率范圍可達(dá)100KHz,通過5個(gè)麥克風(fēng)標(biāo)定 的位置來測試傳感器包絡(luò)范圍（波束角度）。 通過NI DSA采集模塊獲取5個(gè)高頻麥克風(fēng)信號來 分析采集到的超聲波信號頻率和信號強(qiáng)度。 通過以上的測試，可以較全面的測量超聲波傳感器 的性能指標(biāo)，如發(fā)射聲壓，接收靈敏度，探測包絡(luò)等參數(shù)；而且測試的工裝可以做的較小（長度 為30～40cm）；傳統(tǒng)方法的測試治具需要做1.5～2m長，比較占空間。

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