PEPPERL+FUCHS德国倍加福总部设于德国曼海姆，分公司遍及六大洲，德国倍加福公司（P+F）是自动化行业中久负盛名的专业传感器公司。倍加福作为自动化领域的电子传感与零部件的生产主导者，凭借不断的创新，恒久的质量保证，稳健的发展，保证了迄今六十余年的辉煌成就。倍加福在范围内拥有3950名员工，位于德国，美国，新加坡，匈牙利，印度尼西亚和越南的生产基地几乎全部通过了ISO9001的质量认证。 公司两大分支工厂自动化作为工业领域的生产主导者，旨在满足范围内的特定市场需求。我们提供电感式、电容式、光电、超声波以及识别系统、条码视觉系统、旋转编码器、位置测量系统、接线装置，以及其他备件的整套产品类别。
P+H超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。基于超声波特性研制的传感器称为“超声波传感器”，广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。

 P+H超声波传感器性能测试技术
P+H超声波传感器系统的详细工作流程为：
控制器通过驱动电路驱动超声波传感器（收发一体集成式 ）通过压电转换，发出一束短促的、固定频率的超声波信号，当这束超声波脉冲遇到障碍物时就 会发生反射，接收传感器将会收到反射的机械回波，再通过压电转换，回波电信号经过放大、滤 波、检波等处理后，控制器根据发射超声波与接收到反射回波之间的时间间隔，计算出传感器与 障碍物之间的距离。 以下为它的一些主要参数：
1、声压特性 声压(SPL)是表示传感器发射音量 大小的参数。用下列公式表示：SPL=20logP/Pre(dB)“P”为有效声压，“Pre”为参考声压（2 ×10-4ubar），超声波传感器的发射声压一般为≧100dB.
2、灵敏度 灵敏度是表示传感器接收能 力强弱的参数，用如下公式表示：20logE/P(dB) “E”为产生的电压值（VRMS），“P”为输入 的声压（ubar）。超声波传感器的灵敏度一般为-60dB~-85dB.
3、探测包络 传感器的可探测区域 是不规则的，一般在正后方Z强，距离越远衰减越快；在斜方向的反射较弱，总体可探测区域呈 扇形分布。
常规P+H超声波传感器的检测流程如下：  
1、设置一个屏蔽箱，在屏蔽箱内的远 探测距离位置(1.5m～2米m)放一个标准测试杆，一般为￠75mm的PVC管，将待调试的传感器模块 放入测试架，接上示波器。  
2.系统上电，调整传感器板的可调中周，使中周与传感器内部的等 效电容产生特定频率的谐振并达到Z佳点；再调试传感器板的回波灵敏度（一般通过可调电阻） ，通过示波器观察障碍物的回波宽度达到要求的值。  
3. 标准测试杆通过电机的带动在有效探 测距离内移动，观察障碍物回波宽度的变化，同时蜂鸣器会根据不同的距离报出不同的声音警示 .

P+H超声波传感器性能测试发明内容：
针对传统的超声波传感器的测试只能考量传感器的测距功能是否OK, 这种测量模式受 PVC管的材质、表面光洁度的变化影响结果的判定；而且对于传感器的性能指标如发射声压，接 收灵敏度，及探测包络范围等没有定量的检测及判定；而且测距是基于PVC管的反射来实现的， 导致产品的参数一致性有较大的误差，本发明提出了以下的检测方法：  
1、在完成传感器测距 功能测试后，再验证P+H超声波传感器的发射声压及包络范围。传感器在该模式下可持续发出超声波；在距 离测试传感器一定的水平距离外（30～40cm）设置5个空间分布的高频麦克风，分别通过5个高频 麦克风采集传感器发出的超声波信号来判断分析超声波的发射声压级、以及通过麦克风标定的位 置来判断传感器波束角度（包络范围）是否满足指标要求。  
2、完成以上测试后，再进行传感 器的接收灵敏度的指标测试。传感器在该模式下进入持续接收状态，在一定的水平距离外（30～ 40cm）设置一个发射传感器。该发射传感器发出标定过一定声压级的超声波信号（模拟障碍物发 射的回波信号强度），发射传感器发出的超声波信号被待测接收传感器接收后，在传感器内进行 压电转换和信号放大，再连接至采集卡进行数据分析，分析传感器是否能收到该灵敏度条件下的 回波信号，并测试传感器接收灵敏度是否满足测试指标要求。

P+H超声波传感器性能测试具体实施的方式：
制作一个测试传感器用的屏蔽箱，箱内周边用吸音棉覆盖，以防止测试时 被其它声波所干扰；箱内有传感器测试位的夹具，箱底的水平面分布有5颗高频麦克风和一颗发 射传感器。分别用来测试待测超声波传感器的发射声压，包络范围及回波灵敏度。 被测传感器 需具备三种测试模式，可通过与主机通信实现模式转换。  
1）持续发射模式，P+H超声波传感器在该模式 下可通过测试主机持续发出超声波，不进行回波接收；该模式下通过5个高频麦克风采集传感器 发出的超声波信号来判断分析超声波的发射声压级、以及通过麦克风标定的位置来判断传感器波 束角度是否满足指标要求。  
2）接收模式，传感器在该模式下通过测试主机进入持续接收状态 ，不发出超声波信号；该模式下通过标定的传感器一定声压级的超声波信号（模拟回波信号强度 ），通过采集卡采集传感器接收的信号来分析传感器是否能收到该灵敏度条件下的回波信号，测 试传感器回波灵敏度是否满足测试指标。
3）正常工作模式，该模式主要用于传感器的其它常规 参数的测试。 高频麦克风采用NI IEPE测量麦克风，频率范围可达100KHz,通过5个麦克风标定 的位置来测试传感器包络范围（波束角度）。 通过NI DSA采集模块获取5个高频麦克风信号来 分析采集到的超声波信号频率和信号强度。 通过以上的测试，可以较全面的测量超声波传感器 的性能指标，如发射声压，接收灵敏度，探测包络等参数；而且测试的工装可以做的较小（长度 为30～40cm）；传统方法的测试治具需要做1.5～2m长，比较占空间。

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