无磁超声波电机(无磁超声波电机工作原理)

鑫锐电气 2022-12-26 19:36 编辑:admin 179阅读

1. 无磁超声波电机工作原理

工作原理:

采用一定方法将声源产生的超声波检测发射进入被测工件内部,如果工件中存在缺陷,这个缺陷与工件材料之间形成一个交界面,交界面之间的声阻抗不同,当超声波遇到交界面后就会发生反射,反射回来的超声信号被接收到,通过对接收到的超声信号进行分析,判断工件内部情况。这就是超声波检测的工作原理。

2. 电磁式超声波传感器工作原理

在自主移动机器人的实时避障和路径规划过程中,机器人须依赖于外部环境信息的获取,感知障碍物的存在,测量障碍物的距离。目前,机器人避障和测距传感器有红外、超声波、激光及视觉传感器。激光传感器和视觉传感器价格贵,对控制器的要求较高,因而,在移动机器人系统中多采用红外及超声波传感器。

多数系统采用单一传感器进行信息采集,但超声波传感器因为存在测量盲区的问题,测距范围一般在30~300cm之间;而红外测距传感器的探测距离较短,一般在几十厘米之内,它可以在一定程度上弥补超声波传感器近距离无法测量的缺点。因而,本系统采用多路红外和超声波传感器进行距离信息的测量和采集。

二、测距原理及方法

(一)超声波传感器

超声波是指谐振频率高于20 Hz的声波,频率越高反射能力越强。超声波传感器价格低廉,其性能几乎不受光线、粉尘、烟雾、电磁干扰的影响,并且,金属、木材、混凝土、玻璃、橡胶和纸等可以反射近乎100%的超声波,因而,可以用来探测物体。

超声波测距的方法为回声探测法,发射换能器不断发射声脉冲,声波遇到障碍物后反射回来被接收换能器接收,根据声速及时间差计算出障碍物的距离。距离与声速、时间的关系表示为

式中:s为与障碍物间的距离,m; c为声速,m/s;t为第一个回波到达的时刻与发射脉冲时刻的时间差,s。

c与温度有关,空气中声速与温度的关系可表示为

式中c为声速,m/s; θ为环境温度,℃。

(二)提高超声波测距精度的方法

1.采用合适的频率和波长:使用超声波传感器测距,频率取得太低;外界杂音干扰较多;频率取得太高,在传播过程中衰减较大。并且,超声波传感器在测量过程中容易产生盲区,接收端易接收到泄漏波。改善这一缺点,须减少发射波串的长度,增高发射波频率。但发射波串长度过短会使得发射换能器不能被激振或激振达不到最大值;发射波频率过高则衰减大,作用距离下降、有试验表明:使用40 kHz的超声波,发射脉冲群含有10-20个脉冲,具有较好的传播性能。

2.提高系统的计时精度也可提高超声波的测距精度,计时器的计数频率越高,则由于时间的量化误差所引起的测距误差就越小。

3.对系统电路的时间延迟进行补偿可以减小测距误差,提高测距精度。延迟时间

3. 无磁超声波电机工作原理视频

特性上是不同的:无线电波是需要通过介质传播的。超声波是一种波动的形式

传播介质不同:无线电波可以在真空中传播,超声波在各种介质中传播。

振动频率上的不同:无线电波是频率10kHz~30,000,000kHz,超声波是振动频率大于20000Hz以上的的声波。

作用不同:无线电应用于航海中,在船与陆地间传递信息,视频传输,用的手机,每天晚上看的电视,或者坐车时收听的收音机都是通过无线电波来完成信号的转换的,无线电波已经渗透到生活中的各个方面了。超声波可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌、消毒、医学超声波检查、超声除油。

传播能力不同:超声波能在各种不同媒质中传播,且可传播足够远的距离。无线电波在传播过程中的衰落性。

4. 压电式超声波发生器的工作原理

超声波增幅器是超声波焊接机的心脏,就好比汽车的引擎 ,超声波增幅器就是将超声波发生器输出的高频电能或者磁能转换成相同频率的机械振动,超声波增幅器分为两种,一种是,磁致伸缩型增幅器,另一种是压电陶瓷增幅器。

磁致伸缩式增幅器,由于效率低,性价比低,还需外加直流极化磁场,因此目前超声焊接机已经很少使用。

现在超声波焊接机都采用压电陶瓷增幅器,其基本原理是晶体材料的压电效应,这种材料为压电晶体材料,这种材料在成熟外地发生形变时,在压电陶瓷晶体表面,会出现电荷,晶体内部产生电场,反之,当晶体呈受外电场作用时,金片会发生形变,这种现状称之为压电效应,前者称正电效应,或者称逆电效应。

5. 行波型超声波电机的机理

  给你弄得全面一点吧.IF和ED是两个特性指标,具体介绍见下面  尼康(Nikon)镜头标识的含义  AI: Automatic Indexing自动最大光圈传递技术  发布于1977年,是Nikon F卡口的第一次大变动。AI是指将镜头的最大光圈值传递给测光系统以便进行正常曝光测量的过程和方法。当一个AI镜头被装在兼容AI技术的机身上时,该镜头的最大光圈值在机械连动拨杆的自动接合和驱动下传递给机身的测光系统,以实现全开光圈测光。Nikon F2A、F2AS、Nikkormat EL2、FT3和FM是第一批获益于这项技术的机身。代表镜头:Nikkor AI 50/1.4  AI-S:Automatic Indexing Shutter自动快门指数传递技术  在1981年,Nikon对全线AI镜头卡口进行了修改,以便使它能够与即将投入使用的FA高速程序曝光方式完全兼容,这些修改后的新镜头就是AI-S卡口Nikkor镜头。根据镜头光圈环和光圈直读环上的橙色最小光圈数字以及插刀卡口上的打磨凹槽,非常容易识别。当AI-S镜头用于Nikon FA机身时,它能够根据自身的焦距向机身提供信息以选择正常程序或高速程序,在快门速度优先自动曝光方式时,它们能够在非常宽的光照范围内提供一致的曝光控制。(因为AI-S镜头是为FA上的曝光“自动化”而定制的,因此机身的自动曝光连动拨杆能够非常流畅地控制AI-S镜头的光圈,以达到更为快速而精确的曝光控制)。代表镜头:Nikkor AIS 50/1.4  AF-S: Silent Wave Motor静音马达  代表该镜头的装载了静音马达(Silent Wave Motor,S),这种马达等同于佳能的超音波马达(ultrasonic motor),可以由“行波”(traveling waves)提供能量进行光学聚焦,可高精确和宁静地快速聚焦,可全时手动对焦。 可支持AF-S 镜头自动对焦的相机有 F5 ; F4; F100;F90X;F90;F80;F70;F65;D1;D1X;D1H;D100,其余的机身可以接用,也可以测光,但不能自动对焦。代表镜头:28-70mm f/2.8 ED-IF AF-S Zoom-Nikkor  D型镜头:Distance 焦点距离数据传递技术  代表镜头可回传对焦距离信息,作为 3D(景物的亮度,景物对比度,景物的距离)矩阵测光的参考以及 TTL 均衡闪光的控制。1992年推出。代表镜头:28-105mm f/3.5-4.5D AF Zoom-Nikkor  CRC:Close Range Correction 近摄校正  采用浮动镜片设计,保证近摄时光学素质不下降,例如AIS 24/2.8、AF 85/1.4D IF之类均采用了CRC技术。  DC : Defocus-image Control 散焦影像控制  尼康公司独创的镜头,可提供与众不同的散焦影像控制功能。镜头的前端有一个散焦定位转环,该环上的光圈值从F2到F5.6共4挡,分别标在环的左右,用R(后景散焦)与F(前景散焦)来指示。这是一种特殊的定焦镜头,其最大特点在于容许对特定被摄体的背景或前景进行模糊控制,以便求得最佳的焦外成像,这一点在拍摄人像时非常有价值,它还可以帮助我们根据所想要表现的来控制照片的各个部分,这也是其它厂家同类镜头所无法比拟的。目前尼康只有2支DC镜头:AF DC 105mm f/2D、AF DC 135mm f/2D  ED : Extra-low Dispersion超低色散镜片  是指这支镜头内含 ED 镜片,最大限度降低镜头色差(chromatic aberration),从而保证镜头有优异的光学表现。代表镜头:80-200mm f/2.8D ED AF Zoom-Nikkor  G型镜头  与D型镜头不同的是,该种镜头无光圈环设计,光圈调整必须由机身来完成,同时支持3D矩阵测光。这样的设计减轻了镜头重量,降低了生产成本。该种镜头与F5、F100、F80、F65、F60、F55、F50、F401、PRONEA和D1机身完全兼容,对于F4、F90\F90X、F70、F801和F-601等机身,只能使用程序曝光和快门优先曝光模式。与剩下的其他机身不兼容。G型Nikkor镜头操作更为简便,理论上没有误操作,因为它无需手动设置最小光圈。这是塑料AF镜头的延续,针对那些几乎从不手动设置镜头的摄影者。现在Nikon有将G型头推广的趋势。代表镜头:28-80mm f/3.3-5.6G AF Zoom-Nikkor  IF : Internal Focusing内对焦技术  所谓内对焦是指镜头在对焦时,前后组镜片都不移动,而由镜头内部的一个对焦镜片组(focus lens group)的浮动来完成对焦,对焦时镜头长度保持不变。IF技术的采用使快速而安静的对焦变为可能。代表镜头:85mm f/1.4D IF AF Nikkor  IX镜头  1996年Nikon为APS相机Pronea发布的价廉、紧凑的镜头。性状与塑料AF-D镜头相同。不能适配于非APS机身。减少了预留给反光镜的空间,意味着这类镜头不同用于35mm相机,而且像场也太小,不足以覆盖35mm胶片。但是标准的AF镜头却可以用于APS相机。  Micro : 微距镜头  是指这只镜头是微距镜头,或有微距拍摄的功能。代表镜头:105mm f/2.8D AF Micro-Nikkor  N:New 新型  Nikon一些改进型镜头的标志,例如著名的AF 80-200/2.8D ED(N)  N/A:全时手动对焦  与佳能的FTM一样。  P型镜头:内置CPU镜头  机身内置聚焦马达是个“以不变应万变”的策略,但这个策略对巨大的望远自动镜头并不能很灵,这使得Nikon新机身无法高效使用望远镜头。1998年Nikon发布了内置了CPU手动聚焦长焦镜头(P),以满足AF机身先进的自动曝光功能,从而部分地解决了这个问题。尽管P型镜头看起来和AI-S镜头是一样的,但这些镜头却拥有AF镜头的电子和大部分性能。目前只有3支P型镜头:500/4 IF-ED、1200-1700/5.6-8 IF-ED和45/2.8。  PC - Shift:移轴镜头  移动镜头光轴调整透视的镜头。多用于建筑摄影。  RF : Rear Focusing 后组对焦技术  与IF不同的是,RF镜头由后组镜片(rear lens groups)完成对焦。由于后组镜片比前组镜片要小,易于驱动,所以保证了迅捷的对焦速度,而且镜头长度一样不变。RF对改善成像质量亦有贡献。代表镜头:85mm f/1.8D AF Nikkor  S:Slim 轻薄  Nikon一些薄型镜头的标志,例如AIS 50/1.8S。  SIC:Super Integrated Coating 超级复合镀膜  TC :Teleconvertor 增距镜  VR : Vibration Reduction 电子减震系统  NIKON防手震镜头的代号,可用于手持摄影在低速快门时,增加画面的稳定性。能支持VR的机身有 F5、F100、F80、F65、D1、D100。其余机身可以使用镜头但不支持VR功能。代表镜头:80-400mm f/4.5-5.6D ED VR AF Zoom-Nikkor

6. 电磁式超声波传感器原理

我们听得到的声音实际上是以波的形式在空气中传播的,一般称之为声波。

声波信号的频率在16Hz到2×104Hz之间,低于16Hz是次声波,高于2×104Hz就是超声波。

超声波传感器按照工作原理可以分为压电式、磁致伸缩式、电磁式等,这里我们介绍最为常见的压电式。

7. 无磁超声波电机工作原理图

除了蝙蝠、海豚、鲸鱼,还有青蛙、老鼠等或者你想知道,声波是物体机械振动状态(或能量)的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动形式。譬如,鼓面经敲击后,它就上下振动,这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播,这便是声波。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的产生超声波的装置有机械型超声发生器(例如气哨、汽笛和液哨等)、利用电磁感应和电磁作用原理制成的电动超声发生器、以及利用压电晶体的电致伸缩效应和铁磁物质的磁致伸缩效应制成的电声换能器等。