Ultrasone sensoren zijn sensorische apparaten die elektrische energie omzetten in ultrasone golven. Het werkingsprincipe is vergelijkbaar met radar, omdat ze een doelwit detecteren op basis van de interpretatie van het signaal dat ervan wordt weerkaatst. De snelheid van het geluid is een constante waarde, dus met een dergelijke sensor kun je eenvoudig de afstand tot het object instellen, overeenkomend met het tijdsinterval tussen het verzenden van het signaal zelf en het retourneren van de echo ervan.
Ultrasone sensoren hebben een aantal functies waarmee u het gebruiksgebied kunt bepalen. Het is mogelijk om een kort bereik, signaalgerichtheid, lage snelheid van golfvoortplanting te onderscheiden. Het belangrijkste voordeel van ultrasone sensoren is hun relatief lage kosten. In auto's kunnen ze worden gebruikt om parkeersystemen te organiseren. Ultrasoonniveausensoren met uitgebreid bereik worden actief gebruikt in een aantal ontwerpen van assistentiesystemen voor het bewaken van dode hoeken. Ze worden ook gebruikt in verschillende autobesturingssystemen in de automatische modus.
Als basis van de sensor kan een transducer worden genoemd die het actieve element en het diafragma combineert. In dit geval fungeert de transducer als zender en ontvanger. Het actieve element genereert een korte puls, die vervolgens wordt ontvangen als een echo van het obstakel. Het is gemaakt van een speciaal piëzo-elektrisch materiaal. In dit geval fungeert het aluminium diafragma als het contactoppervlak van de transducer, waardoor de akoestische eigenschappen kunnen worden bepaald. De basis van de transducer is voldoende veerkrachtig om trillingen te absorberen. Alle elementen zitten in een plastic behuizing voorzien van connectoren voor aansluiting.
Ultrasone sensoren werken als volgt: wanneer ze een signaal van buitenaf ontvangen, zorgt het actieve element ervoor dat het diafragma gaat trillen, waardoor ultrasone pulsen de ruimte in worden gestuurd. Wanneer deze golven een obstakel ontmoeten, worden ze gereflecteerd, keren ze terug naar de transducer en creëren ze trillingen van het actieve element, waaruit het elektrische signaal wordt verwijderd.
Ultrasone sensoren hebben basiskenmerken als pulsfrequentie, obstakeldetectiebereik, snelheid. Moderne parkeerapparaten hebben een frequentie van 40 kHz en een detectiebereik vantot 2,5 meter.
Fabrikanten geven meestal niet de waarde aan van zo'n belangrijke parameter als de kijkhoek. Bij sensoren wordt de kijkhoek meestal bepaald door de frequentie van de signalen en de vorm en grootte van de transducer. Hoe hoger de pulsfrequentie, hoe kleiner de kijkhoek.
Ultrasone afstandssensoren hebben veel onmiskenbare voordelen, maar ze hebben ook zeer belangrijke functionele beperkingen. De prestaties en nauwkeurigheid van de apparaten worden verminderd bij slechte weersomstandigheden en bij zware vervuiling. De sensor kan zowel kleine objecten als weinig reflecterende oppervlakken passeren.
