超聲波傳感器如何工作，傳感器如何模擬處理電壓?jiǎn)栴}？
一、超聲波傳感器是如何工作的？
讓我們看看這個(gè)傳感器背后的“波產(chǎn)生”機(jī)制。這個(gè)傳感器的原理很簡(jiǎn)單：
1.由壓電PZT材料制成的圓盤，在施加一定張力下振動(dòng)并從發(fā)射器中產(chǎn)生超聲波
2.當(dāng)這些波遇到物體時(shí)，它們會(huì)回到接收器傳感器
3.傳感器和物體之間的距離使用簡(jiǎn)單的關(guān)系d=(v*t)/2計(jì)算
注意：?來(lái)自波來(lái)回傳播的事實(shí)。
二、振動(dòng)的壓電圓盤是如何產(chǎn)生超聲波的？
每種材料都是由基本的“晶體”制成的。這些晶體是由以某種方式排列并具有不同種類的正電荷或負(fù)電荷的原子組成的。
一些材料的晶體結(jié)構(gòu)比其他材料對(duì)電場(chǎng)更敏感，并在與時(shí)間相關(guān)的電壓下振動(dòng)。這些晶體是壓電效應(yīng)最重要的地方。在石英、電氣石和羅謝爾鹽等壓電晶體中，晶體的兩端呈六邊形。它有三個(gè)軸，分別是光軸、電軸和機(jī)械軸。當(dāng)沿著壓電晶體的極化軸施加壓力或機(jī)械力時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生電流。
三、如何模擬超聲波傳感器？
在2D或3D中模擬超聲波傳感器需要能夠正確處理電壓、機(jī)械應(yīng)變和聲波之間的雙向耦合的軟件。OnScale能夠通過(guò)以完全耦合的方式處理這3種物理場(chǎng)來(lái)做到這一點(diǎn)。OnScale的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是我們的主要求解器是非線性顯式求解器。您使用OnScale輸入和計(jì)算的所有信號(hào)都是時(shí)間歷史信號(hào)，這意味著它們非常接近您在示波器上進(jìn)行物理實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)際觀察到的信號(hào)。OnScale還能夠使用快速傅里葉變換(FFT)計(jì)算阻抗和頻率信號(hào)。
完全耦合的多物理場(chǎng)求解器可以更快地計(jì)算和模擬更大的問(wèn)題。這在模擬超聲波傳感器時(shí)變得非常重要。
