STM32单片机超声波测距系统的设计与实现+源程序(8)
2． 灵敏度
灵敏度的单位是分贝(dB)，数值为负，它主要取决于晶片材料及制造工艺。
3． 指向角
指向角是超声波传感器方向性的一个参数，指向角越小，方向性越强。一般
为几度至几十度。
4． 工作温度
工作温度是指能使传感器正常工作的温度范围，其温度上限应远于居里点温
度。以石英晶片为例，当温度达到+290 时灵敏度可降低6％。一旦达到居里温度点（+573 ），就完全丧失压电性能。供诊断用的超声波传感器的功率较小，工作温度不高，在20℃～+70℃温度范围内可以长期工作。治疗用的超声波传感器温度较高，必须采取冷却降温措施。
（2） 超声传感器的选择
超声波传感器有多种结构形式，可分成直探头(接收纵波)、斜探头(接收横波)、表面波探头(接收表面波)、收发一体式探头、收发分体式双探头等。超声波传感器分通用型、宽频带型、耐高温型、密封放水型等多种产品。一般电子市场上出售的超声波传感器常见的有收发一体式和收发分体式两种。其中收发一体式就是发送器和接受器为一体的传感器，即可发送超声波，又可接受超声波；收发分体式是发送器用作发送超声波，接受器用作接受超声波。
在超声波测量系统中，频率取得太低，外界的杂音干扰较多；频率取得太高，
在传播的过程中衰减较大，检测距离越短，分辨力也变高。本文中选用的探头是
40KHz的收发分体式超声传感器，由一支发射传感器DYP-ME007和一支接收传感器DYP-ME007组成，其特性参数如表2.1所示。
表2-1 超声波传感器特性参数表
型号 DYP-ME007 DYP-ME007
使用方式 发射 接收
中心频率 40±1KHZ 38±lKHz
频带宽 2±O.5KHz 2±O.5KHz
感应角度 ≤15℃ ≤15℃
感应距离 4cm-5m 4cm-5m
工作电压 DC5V DC5V
静态电流 2mA
2mA
最低使用温度 -20
-20
最高使用温度 +60 +60
3 超声波测距系统总体设计方案
该超声测距系统的应用背景是基于STM32单片机的超声波测距的分析。因此初步计划是在室内小范围的测距，限定在5米之内。本章从整体结构角度讨论了测距系统的组成及一些系统主要参数。
3.1 超声波测距系统的总体方案
系统总体结构框图如图3-1所示。
图3-1 系统结构框图
电子市场常见的超声探头是收发分体式，一般频率为40KHz。如果需要更高频率的超声探头，比如几百赫兹或者几兆赫兹的频率，就需要到专业经营超声产品的厂商去购买或者定制。鉴于有限的条件，本文选用的探头是40KHz的超声传感器DYP-ME007。其特性参数如表2-1所示。
发射电路通常有调谐式和非调谐式。 在调谐式电路中有调谐线圈(有时装在探头内)，调谐频率由调谐电路的电感、电容决定。发射出的超声脉冲频带较窄。在非调谐式电路中没有调谐元件。发射出的超声频率主要由压电晶片的固有参数决定，频带较宽。为了将一定频率、幅度的交流电压加到发射传感器的交流电压加到发射传感器的两端，使其振动发出超声，电路频率的选择应该满足发射传感器的固有频率40KHz。这样才能使其工作在谐振频率，达到最优的特性。发射电压从理论上是越高越好，因为对同一支发射传感器而言，电压越高，发射的超声功率就越大，这样能够在接收传感器上接收的回波功率就比较大，对于接收电路的设计就相对简单一些。但是，每一支实际的发射传感器有其工作电压的极限值，即当工作电压超过了这个极限值以后，会对传感器的内部造成不可回复的损害。因此，工作电压不能超过这个极限值。