초음파센서를 이용한 물체 검출회로 결과

소개

초음파센서를 이용한 물체 검출회로 결과

목차

13.1 실험목적
13.2 해설
13.3 실험장비 및 부품
13.4 실험내용
13.5 연구과제 및 토론과제

본문내용

13.1 실험목적
-초음파의 기본 원리와 특징을 이해한다.
-초음파센서의 구조와 동작원리를 이해한다.
-초음파센서의 구동 회로 설계능력을 배양한다.
-초음파센서를 이용한 물체 검출회로의 동작원리를 이해하고 이를 이용한 전기설 비 경보회로의 설계능력을 배양한다.
13.2 해설
13.2.1 초음파의 개요와 성질
초음파(Ultrasonic)는 인간의 가청주파수 범위 이상의 주파수를 가진 음파를 의미한다. 공업적으로 사용되는 초음파기기의 경우 가철주파수대(Audio frequency band)와 겹치는 경우도 포함되어있다. 여기서 음파라는 것은 어떤 공간적인 위치에서 발생한 진동에너지가 매질에 전파되어가는 현상으로서 공기뿐만 아니라 액체 또는 고체 매질을 타고 전파 될 수가 있다. 따라서 초음파 진동자와 센서는 각각의 매질에 따라 그 형태가 다르다.
초음파 센서란 음향 에너지를 전기에너지로 변환하는 장치로서 20kHz 전후이상의 음향에너지의 검출소자라고 한다. 초음파 센서는 압전세라믹(티탄산바륨) 진동자의 비약적인 발달로 응용대상분야는 수중탐사용, 공업계측, 의료계측 및 자동차 등 활용도가 매우 넓어지고 있다.
13.2.1.1 지향성
지향성이 양호하다는 것은 진동에너지를 목적으로 하느 방향으로 유효하게 보내고, 또 어누정도까지 반사정보를 받을 수 있는가의 지표가 된다. 이런 의미로 계측에 이용하는 초음파는 평면파(plane wave: 전파방향으로 수직평면인 전파)의 경우가 전달효율이 좋다.
13.2.1.2 파장과 전달속도
초음파의 전달속도(음속) 는 압력 , 밀도 로 하면 기체 중에서 식 (13-1)로 표현된다. 단, 는 기체의 비열비를 나타낸다.
(13-1)
전송 매체에 즉, 공기(기체), 액체, 고체에 따라 음속은 다르게 결정된다. 공기 중에서 , 수중에서 , 금속 중에서 이며 다른 에너지선과 달라 속도가 느리다. 파동에 있어서의 전달속도와 주파수와 파장 사이에는 식 (13-2)로 표현된다.
(13-2)
단, 는 전달속도, 는 주파수(진동수), 는 파장이다. 주파수가 같다면 다른 에너지선과 비교하여 초음파의 파장이 가장 짧다는 특징이 있다.

참고자료

· 없음