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超声波是指频率高于 20kHz的机械波。为了以超声波作为检测手段，必须产生超生波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，也称超声波换能器或超声波探头。超声波传感器有发送器和接收器，如图 3-1 所示是常用的 40kHz超声波发射探头T-40-16 和接收探头R-40-16 的实物图。在本设计中，我们采用的就是这种型号的超声波探头。
图 3-1 40kHz超声波发射探头T-40-16 和接收探头R-40-16 的实物图
为什么选 40kHz的超声波传感器呢？因为超声波在空气中传播时衰减很大，衰减的程度与频率成正比，但是频率越高则分辨力也会越高，所以短距离测量时一般选用频率高的超声波传感器（100kHz以上），长距离测距只能选择频率低的传感器。
超声波传感器是利用压电效应的原理将电能和超声波相互转化，即在发射超声波的时候，将电能转换，发射超声波；而在收到回波的时候，则将超声振动转换成电信号。
由于超声波指向性强，能量消耗缓慢，在介质中传播距离远，因而超声波可以用于距离的测量。利用超声波检测距离，设计比较方便，计算处理也较简单，并且在测量精度方面也能达到要求。
超声波测距时，其发射器是利用压电晶体的谐振带动周围空气振动来工作的，超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器接收到反射波就立即停止计时。一般情况下，超声波在空气中的传播速度为 340m/s。根据计时器记录的时间 t ，就可以计算出发射点距障碍物的距离 s ，即 s =340× t /2，这就是常用的时差法测距。