PEPPERL+FUCHS德國倍加福總部設于德國曼海姆，分公司遍及六大洲，德國倍加福公司（P+F）是自動化行業中久負盛名的專業傳感器公司。倍加福作為自動化領域的電子傳感與零部件的生產主導者，憑借不斷的創新，恒久的質量保證，穩健的發展，保證了迄今六十余年的輝煌成就。倍加福在范圍內擁有3950名員工，位于德國，美國，新加坡，匈牙利，印度尼西亞和越南的生產基地幾乎全部通過了ISO9001的質量認證。 公司兩大分支工廠自動化作為工業領域的生產主導者，旨在滿足范圍內的特定市場需求。我們提供電感式、電容式、光電、超聲波以及識別系統、條碼視覺系統、旋轉編碼器、位置測量系統、接線裝置，以及其他備件的整套產品類別。
P+H超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻率高于聲波的機械波，由換能晶片在電壓的激勵下發生振動產生的，它具有頻率高、波長短、繞射現象小，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。超聲波對液體、固體的穿透本領很大，尤其是在陽光不透明的固體中，它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質或分界面會產生顯著反射形成反射成回波，碰到活動物體能產生多普勒效應。基于超聲波特性研制的傳感器稱為“超聲波傳感器”，廣泛應用在工業、國防、生物醫學等方面。

 P+H超聲波傳感器性能測試技術
P+H超聲波傳感器系統的詳細工作流程為：
控制器通過驅動電路驅動超聲波傳感器（收發一體集成式 ）通過壓電轉換，發出一束短促的、固定頻率的超聲波信號，當這束超聲波脈沖遇到障礙物時就 會發生反射，接收傳感器將會收到反射的機械回波，再通過壓電轉換，回波電信號經過放大、濾 波、檢波等處理后，控制器根據發射超聲波與接收到反射回波之間的時間間隔，計算出傳感器與 障礙物之間的距離。 以下為它的一些主要參數：
1、聲壓特性 聲壓(SPL)是表示傳感器發射音量 大小的參數。用下列公式表示：SPL=20logP/Pre(dB)“P”為有效聲壓，“Pre”為參考聲壓（2 ×10-4ubar），超聲波傳感器的發射聲壓一般為≧100dB.
2、靈敏度 靈敏度是表示傳感器接收能 力強弱的參數，用如下公式表示：20logE/P(dB) “E”為產生的電壓值（VRMS），“P”為輸入 的聲壓（ubar）。超聲波傳感器的靈敏度一般為-60dB~-85dB.
3、探測包絡 傳感器的可探測區域 是不規則的，一般在正后方Z強，距離越遠衰減越快；在斜方向的反射較弱，總體可探測區域呈 扇形分布。
常規P+H超聲波傳感器的檢測流程如下：  
1、設置一個屏蔽箱，在屏蔽箱內的遠 探測距離位置(1.5m～2米m)放一個標準測試桿，一般為￠75mm的PVC管，將待調試的傳感器模塊 放入測試架，接上示波器。  
2.系統上電，調整傳感器板的可調中周，使中周與傳感器內部的等 效電容產生特定頻率的諧振并達到Z佳點；再調試傳感器板的回波靈敏度（一般通過可調電阻） ，通過示波器觀察障礙物的回波寬度達到要求的值。  
3. 標準測試桿通過電機的帶動在有效探 測距離內移動，觀察障礙物回波寬度的變化，同時蜂鳴器會根據不同的距離報出不同的聲音警示 .

P+H超聲波傳感器性能測試發明內容：
針對傳統的超聲波傳感器的測試只能考量傳感器的測距功能是否OK, 這種測量模式受 PVC管的材質、表面光潔度的變化影響結果的判定；而且對于傳感器的性能指標如發射聲壓，接 收靈敏度，及探測包絡范圍等沒有定量的檢測及判定；而且測距是基于PVC管的反射來實現的， 導致產品的參數一致性有較大的誤差，本發明提出了以下的檢測方法：  
1、在完成傳感器測距 功能測試后，再驗證P+H超聲波傳感器的發射聲壓及包絡范圍。傳感器在該模式下可持續發出超聲波；在距 離測試傳感器一定的水平距離外（30～40cm）設置5個空間分布的高頻麥克風，分別通過5個高頻 麥克風采集傳感器發出的超聲波信號來判斷分析超聲波的發射聲壓級、以及通過麥克風標定的位 置來判斷傳感器波束角度（包絡范圍）是否滿足指標要求。  
2、完成以上測試后，再進行傳感 器的接收靈敏度的指標測試。傳感器在該模式下進入持續接收狀態，在一定的水平距離外（30～ 40cm）設置一個發射傳感器。該發射傳感器發出標定過一定聲壓級的超聲波信號（模擬障礙物發 射的回波信號強度），發射傳感器發出的超聲波信號被待測接收傳感器接收后，在傳感器內進行 壓電轉換和信號放大，再連接至采集卡進行數據分析，分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的 回波信號，并測試傳感器接收靈敏度是否滿足測試指標要求。

P+H超聲波傳感器性能測試具體實施的方式：
制作一個測試傳感器用的屏蔽箱，箱內周邊用吸音棉覆蓋，以防止測試時 被其它聲波所干擾；箱內有傳感器測試位的夾具，箱底的水平面分布有5顆高頻麥克風和一顆發 射傳感器。分別用來測試待測超聲波傳感器的發射聲壓，包絡范圍及回波靈敏度。 被測傳感器 需具備三種測試模式，可通過與主機通信實現模式轉換。  
1）持續發射模式，P+H超聲波傳感器在該模式 下可通過測試主機持續發出超聲波，不進行回波接收；該模式下通過5個高頻麥克風采集傳感器 發出的超聲波信號來判斷分析超聲波的發射聲壓級、以及通過麥克風標定的位置來判斷傳感器波 束角度是否滿足指標要求。  
2）接收模式，傳感器在該模式下通過測試主機進入持續接收狀態 ，不發出超聲波信號；該模式下通過標定的傳感器一定聲壓級的超聲波信號（模擬回波信號強度 ），通過采集卡采集傳感器接收的信號來分析傳感器是否能收到該靈敏度條件下的回波信號，測 試傳感器回波靈敏度是否滿足測試指標。
3）正常工作模式，該模式主要用于傳感器的其它常規 參數的測試。 高頻麥克風采用NI IEPE測量麥克風，頻率范圍可達100KHz,通過5個麥克風標定 的位置來測試傳感器包絡范圍（波束角度）。 通過NI DSA采集模塊獲取5個高頻麥克風信號來 分析采集到的超聲波信號頻率和信號強度。 通過以上的測試，可以較全面的測量超聲波傳感器 的性能指標，如發射聲壓，接收靈敏度，探測包絡等參數；而且測試的工裝可以做的較小（長度 為30～40cm）；傳統方法的測試治具需要做1.5～2m長，比較占空間。

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