第5章压电式传感器

1、第五章 压电式传感器概述压电式传感器的工作原理是基于某些介质材料的压电效应，是典型的有源传感器。当某些材料受力作用而变形时，其表面会有电荷产生，从而实现非电量测量。压电式传感器具有体积小，重量轻，工作频带宽、灵敏度高、工作可靠、测量范围广等特点，因此在各种动态力、 机械冲击与振动的测量，以及声学、医学、力学、宇航等方面都得到了非常广泛的应用。5.1 压电效应及压电材料 1. 压电效应 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，其内部就产生极化现象，同时在它的两个表面上便产生符号相反的电荷，当外力去掉后，其又重新恢复到不带电状态，这种现象称压电效应。 当作用力方向改变时，电荷的极性也随之改

2、变。有时人们把这种机械能转为电能的现象，称为“正压电效应”。相反，当在电介质极化方向施加电场，这些电介质也会产生变形，这种现象称为“逆压电效应”（电致伸缩效应）。具有压电效应的材料称为压电材料，压电材料能实现机电能量的相互转换。压电元件机械量电量逆压电效应电能机械能压电效应图5-1 压电效应示意图2. 压电材料 石英晶体、钛酸钡、锆钛酸铅等材料是性能优良的压电材料。压电材料可以分为两大类：压电晶体和压电陶瓷。前者为晶体，后者为极化处理的多晶体。他们都具有较大的压电常数，机械性能良好，时间稳定性好，温度稳定性好等特性，所以是较理想的压电材料。 压电材料的主要特性参数有： l 压电常数：压电常数是

3、衡量材料压电效应强弱的参数，它直接关系到压电输出的灵敏度。l 弹性常数：压电材料的弹性常数、 刚度决定着压电器件的固有频率和动态特性。l 介电常数：对于一定形状、尺寸的压电元件，其固有电容与介电常数有关；而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。 l 机械耦合系数：在压电效应中，其值等于转换输出能量（如电能）与输入的能量（如机械能）之比的平方根； 它是衡量压电材料机电能量转换效率的一个重要参数。l 电阻压电材料的绝缘电阻：将减少电荷泄漏，从而改善压电传感器的低频特性。l 居里点：压电材料开始丧失压电特性的温度点称为关键点，有的资料上称为居里点。（1） 石英晶体石英晶体化学式为SiO2（二氧化硅）

4、，是单晶体结构。它的转换效率和转换精度高、线性范围宽、重复性好、固有频率高、动态特性好、工作温度高达550（压电系数不随温度而改变）、工作湿度高达100%、稳定性好。图5-2 石英晶体外形上图表示了天然结构的石英晶体外形。它是一个正六面体。石英晶体各个方向的特性是不同的。其中纵向轴z称为光轴，经过六面体棱线并垂直于光轴的x轴称为电轴，与x和z轴同时垂直的轴y称为机械轴。把沿电轴x方向的力作用下产生电荷的压电效应称为“纵向压电效应”；把沿机械y方向的作用下产生电荷的压电效应称为“横向压电效应”；沿光轴z方向受力时不产生压电效应。图5-3 晶片示意图若从晶体上沿y方向切下一块如图所示晶片，当在电轴

5、方向施加作用力 时，在与电轴x垂直的平面上将产生电荷Qx，其大小为 (式5-1)式中： x方向受力的压电系数；作用力。若在同一切片上，沿机械轴y方向施加作用力 ，则仍在与x轴垂直的平面上产生电荷Qy，其大小为： （式5-2）式中： y轴方向受力的压电系数， ；a、b晶体切片长度和厚度。电荷Qx和Qy的符号由所受力的性质决定。石英晶体的上述特性与其内部分子结构有关。下图是一个单元组体中构成石英晶体的硅离子和氧离子，在垂直于z轴的xy平面上的投影，等效为一个正六边形排列。图中“+” 代表 离子，“-” 代表氧离子当石英晶体未受外力作用时，正、负离子正好分布在正六边形的顶角上，形成三个互成120&#

6、176;夹角的电偶极矩P1、P2、P3。此时正负电荷重心重合，电偶极矩的矢量和等于零，即P1+P2+P3= 0，所以晶体表面不产生电荷，即呈中性。当石英晶体受到沿x轴方向的压力作用时，晶体沿x方向将产生压缩变形，正负离子的相对位置也随之变动。如图（b）所示，此时正负电荷重心不再重合，即（P1+P2+P3）x> 0 。在x轴的正方向出现正电荷，电偶极矩在y方向上的分量仍为零，不出现电荷。图5-4 石英晶体压电模型当晶体受到沿y轴方向的压力作用时，晶体变形如图（c）所示，与图（b）情况相似，P1增大，P2、P3 减小。在x轴上出现电荷，它的极性为x轴正向为负电荷。在y轴方向上不出现电荷。如果

7、沿z轴方向施加作用力，因为晶体在x方向和y方向所产生的形变完全相同，所以正负电荷重心保持重合，电偶极矩矢量和等于零。这表明沿z轴方向施加作用力，晶体不会产生压电效应。当作用力Fx、Fy的方向相反时，电荷的极性也随之改变。结论： 无论是正或逆压电效应，其作用力（或应变）与电荷（或电场强度）之间呈线性关系； 晶体在哪个方向上有正压电效应，则在此方向上一定存在逆压电效应； 石英晶体不是在任何方向都存在压电效应的。（2）压电陶瓷压电陶瓷是人工制造的多晶体压电材料。在无外电场作用时，电畴在晶体中杂乱分布，它们的极化效应被相互抵消，压电陶瓷内极化强度为零，因此原始的压电陶瓷呈中性，不具有压电性质。在陶瓷上

8、施加外电场时，电畴的极化方向发生转动，从而使材料得到极化。让外电场强度大到使材料的极化达到饱和的程度，即所有电畴极化方向都整齐地与外电场方向一致时，外电场去掉后，电畴的极化方向基本不变，即剩余极化强度很大，这时的材料才具有压电特性。如图5-5。图5-5 压电陶瓷的压电模型 当陶瓷材料受到外力作用时，电畴的界限发生移动，电畴发生偏转，从而引起剩余极化强度的变化，因而在垂直于极化方向的平面上将出现极化电荷的变化。这种因受力而产生的由机械效应转变为电效应，将机械能转变为电能的现象，就是压电陶瓷的正压电效应。电荷量的大小与外力成正比关系： （式5-3）上式中： d33 压电陶瓷的压电系数；F 作用力。

9、相比于石英晶体，压电陶瓷的压电系数比石英晶体的大得多，所以采用压电陶瓷制作的压电式传感器的灵敏度较高。但极化处理后的压电陶瓷材料的剩余极化强度和特性与温度有关，它的参数也随时间变化，从而使其压电特性减弱。5.2 压电式传感器的等效电路 由压电元件的工作原理可知，压电式传感器可以看作一个电荷发生器。同时，它也是一个电容器，晶体上聚集等量的正负电荷的两表面相当于电容的两个极板，极板间物质等效于一种介质，则其电容量为 （式5-4）式中：A压电片的面积；d压电片的厚度； 空气介电常数（其值为8.86× /cm）； 压电材料的相对介电常数。 压电传感器可以等效为一个与电容相串联的电压源。如图所

10、示，电容器上的电压Ua、电荷量Q和电容量Ca三者关系为：图5-5 压电传感器的电压源等效电路 由图可知，只有在外电路负载无穷大，且内部无漏电时，受力产生的电压U才能长期保持不变；如果负载不是无穷大，则电路要以时间常数RLCe按指数规律放电。压电传感器也可以等效为一个电荷源于电容相并联电路，如图所示。图5-6 压电传感器的电荷源等效电路压电传感器在实际使用时总要与测量仪器或测量电路相连接，因此还须考虑连接电缆的等效电容Cc，放大器的输入电阻Ri，输入电容Ci以及压电传感器的泄漏电阻Ra，压电传感器在测量系统中的实际等效电路：（a）电压源 (b)电荷源图5-7 压电传感器的实际等效电路5.3 压电

11、式传感器的测量电路 压电传感器本身的内阻抗很高，输出能量较小。为了保证压电传感器的测量误差较小，它的测量电路通常需要接入一个高输入阻抗的前置放大器，其作用为：一是把它的高输出阻抗变换为低输出阻抗；二是放大传感器输出的微弱信号。 压电传感器的输出可以是电压信号，也可以是电荷信号，因此前置放大器也有两种形式：电压放大器和电荷放大器。1. 电压放大器电压放大器具有阻抗变换器的作用，图5-8给出了一个电压放大器的具体电路。它具有很高的输入阻抗(1000M)和很低的输出阻抗(<100)，因此使用该阻抗变换器可将高阻抗的压电传感器与一般放大器匹配。BG1为MOS场效应管，做阻抗变换，R3为100M；

12、BG2管对输入端形成负反馈，以进一步提高输入阻抗。R4既是BG1的源极接地电阻，也是BG2的负载电阻，R4上的交变电压通过C2反馈到场效应管BG1的输入端，使A点电位提高，保证较高的交流输入阻抗。由BG1构成的输入极，其输入阻抗为： （式5-5）引进BG2，构成第二级对第一级负反馈后，其输入阻抗为： （式5-6）式中Au是BG1源极输出器的电压增益，其值接近1，所以Rif可以提高到几百到几千兆欧图5-8 电压放大器电压放大器的应用具有一定的应用限制，压电式传感器在与电压放大器配合使用时，连接电缆不能太长。电缆长，电缆电容Cc就大，电缆电容增大必然使传感器的电压灵敏度降低。不过由于固态电子器件和

13、集成电路的迅速发展，微型电压放大电路可以和传感器做成一体，这样这一问题就可以得到克服，使它具有广泛的应用前景。2电荷放大器电荷放大器常作为压电传感器的输入电路，由一个带反馈电容Cf的高增益运算放大器构成,电荷放大器可用前面所讲的等效电路，图中K为运算放大器增益，-K表示放大器的输入与输出反向。图5-9 电荷放大器等效电路 由于运算放大器输入阻抗极高，放大器输入端几乎没有分流，其输出电压 为: （式5-7）式中： 放大器输出电压； 反馈电容两端电压。通常A=104106，因此若满足 时上式可表示为 （式5-8） 由上式可见，电荷放大器的输出电压与电缆电容Cc无关，且与Q成正比，这是电荷放大器的最

14、大特点。但电荷放大器的价格比电压放大器高，电路较复杂，调整也较困难。要注意的是，在实际应用中，电压放大器和电荷放大器都应加过载放大保护电路，否则在传感器过载时，会产生过高的输出电压。5.4 超声波传感器及应用压电元件是一类典型的力敏感元件，可用来测量最终能转换成力的多种物理量。如：压电式加速度传感器、压电式压力传感器和压电式流量计等。超声波传感器也是压电式传感器典型的应用。1. 超声波简介 当物体振动时会发出声音。科学家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率，它的单位是赫兹。我们人类耳朵能听到的声波频率为2020，000赫兹。当声波的振动频率大于20000赫兹或小于20赫兹时，我们便听不见了。超过

15、20KHZ称为超声波，低于20KHZ称为次声波，常用的超声波频率是几十KHZ到几十MHZ。2. 超声波的产生 声波是物体机械振动状态（或能量）的传播形式。所谓振动是指物质的质点在其平衡位置附近进行的往返运动。譬如，鼓面经敲击后，它就上下振动，这种振动状态通过空气媒质向四面八方传播，这便是声波。 3. 超声波的特点 超声波具有如下特点：l 超声波可在气体、液体、固体、固熔体等介质中有效传播。 l 超声波可传递很强的能量。 l 超声波会产生反射、干涉、叠加和共振现象。 l 超声波在液体介质中传播时，可在界面上产生强烈的冲击和空化现象。4. 超声波的作用（1）利用反射、折射、衍射、散射 发射一定频率

16、的超声波,借助空气媒质传播,到达测量目标或障碍物后反射回来,其所经历的时间长短与超声波传播的路程的远近有关,测试传输时间可以得出距长。超声波经常用于距离的测量，如测距仪和物位测量仪等都可以通过超声波来实现。超声波检测不受光线、电磁波、粉尘等的干扰,其测量精度较高。也常用于桥梁、涵洞、隧道的距离检测中。将超声波发射到人体内，当它在体内遇到界面时会发生反射及折射，并且在人体组织中可能被吸收而衰减。因为人体各种组织的形态与结构是不相同的，因此其反射与折射以及吸收超声波的程度也就不同，医生们正是通过仪器所反映出的波型、曲线，或影象的特征来辨别它们。此外再结合解剖学知识、正常与病理的改变，便可诊断所检查

17、的器官是否有病。目前，医生们应用的超声诊断方法有不同的形式，可分为A型、B型、M型及D型四大类。A型：是以波形来显示组织特征的方法，主要用于测量器官的径线，以判定其大小。可用来鉴别病变组织的一些物理特性，如实质性、液体或是气体是否存在等。B型：用平面图形的形式来显示被探查组织的具体情况。检查时，首先将人体界面的反射信号转变为强弱不同的光点，这些光点可通过荧光屏显现出来，这种方法直观性好，重复性强，可供前后对比，所以广泛用于妇产科、泌尿、消化及心血管等系统疾病的诊断。M型：是用于观察活动界面时间变化的一种方法。最适用于检查心脏的活动情况，其曲线的动态改变称为超声心动图，可以用来观察心脏各层结构的

18、位置、活动状态、结构的状况等，多用于辅助心脏及大血管疫病的诊断。D型：是专门用来检测血液流动和器官活动的一种超声诊断方法，又称为多普勒超声诊断法。可确定血管是否通畅、管腔有否狭窄、闭塞以及病变部位。新一代的D型超声波还能定量地测定管腔内血液的流量。近几年来科学家又发展了彩色编码多普勒系统，可在超声心动图解剖标志的指示下，以不同颜色显示血流的方向，色泽的深浅代表血流的流速。现在还有立体超声显象、超声CT、超声内窥镜等超声技术不断涌现出来，并且还可以与其他检查仪器结合使用，使疾病的诊断准确率大大提高。超声波技术正在医学界发挥着巨大的作用，随着科学的进步，它将更加完善，将更好地造福于人类。（2）利用

19、能量特性当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。理论研究表明,在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量与振动频率成正比，超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。 在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气湿度.这就是超声波加湿器的原理。咽喉炎、气管炎等疾病，利用加湿器的原理,把药液雾化，让病人吸入,能够提高疗效。利用超声波巨大的能量还可以使人体内的结石做剧烈的受迫振动而破碎，从而减缓病痛，达到治愈的目的。 （3） 利用空化作用当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振

20、动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。清洗的超声波应用原理是由超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到介质，清洗溶剂中超声波在清洗液中疏密相间的向前辐射，使液体流动而产生数以万计的微小气泡，存在于液体中的微小气泡（空化核）在声场的作用下振动，当声压达到一定值时，气泡迅速增长

21、，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，在其周围产生上千个大气压力，破坏不溶性污物而使它们分散于清洗液中，当团体粒子被油污裹着而粘附在清洗件表面时，油被乳化，固体粒子即脱离，从而达到清洗件表面净化的目的。 5. 超声波传感器超声波传感器可以分为两大类：一 类是用电气方式，一类是用机械方式。电气方式主要是由压电晶体构成（锆钛铅酸PZT电致伸缩型、镍铁铝合金磁致伸缩型）；机械方式有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。它们所产生的超声波的频率、功率和声波特性各不相同，因而用途也各不相同。压电晶体组成的超声波传感器是一种可逆传感器，它可以将电能转变成机械振荡而产生超声波，同时它接收超声波时，也能转变成电能，所

22、以它可以分成发送器或接收器，有的是收发一体集成的。目前较为常用的是电致伸缩型压电式超声波器件。压电式超声波发生器实际上是利用压电晶体的谐振来工作的。超声波发生器内部结构如图所示，它有两个压电晶片和一个共振板。当它的两极外加脉冲信号，其频率等于压电晶片的固有振荡频率时，压电晶片将会发生共振，并带动共振板振动，便产生超声波。 （a） 超声波发送部件 (b)超声波接收部件图5-10 超声波发送接收部件 超声检测技术是利用超声波在媒质中的传播特性（声速、衰减、反射、声阻抗等）来实现对非声学量（如密度、浓度、强度、弹性、硬度、粘度、温度、流速、流量、液位、厚度、缺陷等）的测定。它的基本原理是基于超声波在

23、介质中传播时遇到不同的界面，将产生反射，折射，绕射，衰减等现象，从而使传播的声时，振幅，波形，频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况。与传统超声技术完全不同，新的超声技术具有以下特点：在不破坏媒质特性的情况下实现非接触性测量，环境适应能力强，可实现在线测量。超声波传感器的主要性能指标包括：工作频率 工作频率就是压电晶片的共振频率。当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时，输出的能量最大，灵敏度也最高。 工作温度 由于压电材料的居里点一般比较高，特别时诊断用超声波探头使用功率较小，所以工作温度比较低，可以长时间地工作而不失效。医疗用的超声探头的温度

24、比较高，需要单独的制冷设备。 灵敏度 主要取决于制造晶片本身。机电耦合系数大，灵敏度高；反之，灵敏度低。6. 超声波传感器NU40A18TR-1 该型号是应用较多的超声波传感器，如图5-11，是其外形、封闭尺寸和灵敏度范围示意图。其详细指标如下： 产品规格：防水型 （塑料壳） 产品类型：收发一体 中心频率：40±10KHz  声压：100dB min 灵敏度：-80dB min 电容量：1800Pf±20%  余 振：12ms max 最大输入电压：120Vrms  发射角：60°-6

25、dB 工作温度：-20°C+70°C  储藏温度：-40°C+85°C 图5-11 NU40A18TR的外形、封装及灵敏度范围其应用有三种基本类型：透射型用于遥控器、防盗报警器、自动门、接近开关等；分离式反射型用于测距、液位或料位；反射型用于材料探伤、测厚。如图5-12所示。图5-12 基本应用类型示意图7. 超声波遥控开关案例超声波遥控开关可以控制家用电器及照明灯。如图5-13。包括超声波发送与接收两部分电路。超声波发送电路见图（a），采用小型超声波传感器，工作频率在40KHz,遥控距离纺10M。采用555时基电路组成的振荡器，调整10K电位

26、器，使振荡频率为40KHZ，传感器接在3脚，按下按键时，发送出超声波。 超声波接收电路见图（b），电源由220V经电容降压、整流、滤波、稳压后获得12V工作电压。由于是非隔离电源，电路外壳封装要绝缘（调试时也要注意）。信号由超声波接收器接收，经VT1、VT2放大（LC谐振在40KHZ）。放大后的信号去触发由VT3、V T4组成的双稳态电路，VT5及LED作为触发隔离，并可发光显示。由于双稳态在开机时有随机性，故加一清零按键。VT5输出的触发信号使双向可控硅导通，负载接通。要让负载断路，须再按一次发送。 （a）发射电路(b)接收电路图5-13 超声波遥控开关发射与接收电路8. 超声波液位指示及控

27、制案例由于超声波在空气中有一定的衰减，则发送到液面及从液面反射回来的信号大小与液位有关，液面位置越高，信号越大；液面越低，则信号就小。发射电路与遥控器的发送电路一样。接收电路如图5-14（a），接收到的信号经V T1、VT2放大，经过VD1、VD2整流成直流电压。当4.7K上的电压超过VT3的导通电压时，有电流流过VT3，电流表有指示。电流大小与液面有关。液面控制电路如图5-14（b），当液位低于设置值时，比较器输出为低电平，VT不导通，如果液位升到规定位置，比较器翻转，输出高电平，VT导通，J吸合，可通过电磁阀将输液开关关闭，以达到控制的目的，实现高位控制。（a）液面检测超声波接收电路（b）

28、液面检测控制电路图5-14 超声波液面指示及控制电路9. 超声波测距应用案例（1）超声波测距原理 超声波发射器向某一方向发射超声波，在发射时刻的同时开始计时，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即返回来，超声波接收器收到反射波就立即停止计时。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=340t/2 （式5-8） 式中s为测量的距离长度；340为超声波在空气中的传播速度；t/2为测量距离传播的时间差(t/2为发射到接收时间数值的一半)。 超声波测距主要应用于倒车提醒、建筑工地、工业现场等的距离测量，虽然目前的测距量程上能达到百

29、米，但测量的精度往往只能达到厘米数量级。 通过分析超声波测距误差产生的原因，提高测量时间差到微秒级，以及用温度传感器进行声波传播速度的补偿后，设计的高精度超声波测距仪能达到毫米级的测量精度。 (2) 超声波测距系统设计案例A功能描述 超声波测距仪由主机、超声波传感探头，显示器和蜂鸣器四部分组成。它的设计原理与蝙蝠在黑暗里高速飞行而不会撞上障碍物的原理相同。系统一般采用2个传感探头，它作为超声波的发生源同时又是超声波反射回波的传感，检测探头、主机控制器含有单机片，反射信号放大处理电路，显示器和蜂鸣器起声音提示作用，作为辅助装置，当驾驶员倒车操作的同时，可方便获得车后空间情况信息，这时声音报警起提

30、示作用，显示装置也通常与后视镜设计结合在一起，这样可使驾驶人员从后视镜观察车后空间的同时也得到了提示数据，探头工作电压为+5V，主机与探头分开各部分可独力分解装配，安装在汽车的后桥保险杠，数码管显示距离。从而可以使驾驶员准确地分清汽车与后方障碍物的距离。 系统框图 总硬件电路大体分7个部分：核心电路、信号放大电路、键盘电路、显示电路、复位电路、晶振电路和电源电路。核心电路选用的是（MC68HC908JL3）型号的单片机，其有28个脚；显示电路数码管选用七段共阳极数码管（HT-CSR）;数码管限流电阻选用1k炭膜电阻，键盘电路选用3个轻触开关代替；超声波信号发射由单片机实现，信号放大电路选用NE

31、5532运放集成芯片。整个硬件电路除了电源部分外，全部焊接在一块电路板上。单片机MC68HC908JL3电源电路键盘晶振电路放大电路显示电路复位电路图5-16 超声波测距仪系统框图 电源电路 是常用的线性直流稳压电源，由变压器，1个整流桥集成块，2个0.1UF电容及1个1000UF/25V和一个470UF/25V的电解电容，一个三端集成稳压器7805组成。工作原理：从变压器出来的9V交流电压送入整流桥集成块组成的桥式整流电路,进行整流，整流过后再送两个电容组成的高低频滤波电路进行滤波之后再送入7805进行稳压，这样7805输出端就输出了5V稳定的电压，再进行高低频滤波输出。 图5-17 超声波

32、测距仪电源电路晶振电路 是常用的外接晶振电路，采用8M的外部晶体振荡器，并接一个大电阻和两个电容，电容的公共端接地，电容的大小可按单片机手册配置。如图5-18所示。复位电路 MC68HC908JL3的28号管脚是芯片的复位管脚，低电平有效，即该管脚上输入低电平是将引起单片机的强制复位。图5-19是MC68HC908JL3最简单的复位电路图，当按键S4断开时，输入信号为高电平，当S4被按下时，输入信号为迅速拉低，成为低电平，复位有效。图5-18 超声波测距仪晶振电路图5-19 超声波测距仪复位电路蜂鸣器电路 采用了5V的交流蜂鸣器，输出信号通过NPN型三极管9014进行电流信号的放大，三极管采用共射极接法，蜂鸣器接在集电极，这样可以避免当三极管截止时漏电流引起的沙沙声，当采用PNP的三极管时，蜂鸣器则应该接在发射极。图5-20 超声波测距仪蜂鸣器电路 注意：NPN型三极管的集电极反向漏电流比发射极的反向漏电流要小得多，一般在1A以下；PNP型三极管的集电极反向漏电流则比发射极的反向漏电流要大得多，一般在100A左右，少数低功耗的甚至达到1mA。输出显示电路 采用7段4位共阳极数码管，单片机编程实