非接触测距 · 物位与有无检测

超声波传感器

超声波传感器按回波时间换算距离,量程和精度都附带目标物、温度和输出方式条件。本文用电应普A02模块和兰宝、凯基特M30探头的原厂资料说明怎么读规格、怎么接线和下单。

空气中测距、有无检测和料位测量用的超声波传感器,从测距模块到 M18/M30 工业探头都有涉及。

超声波传感器应用场景
示意图:电子产品生产线上的自动检测工位(通用场景图)

一种按回波计时的非接触测距器件,常见两种形态

产品作用

超声波传感器向空气中发出超声脉冲,接收被物体反射的回波,用往返时间算出距离,进而输出距离值、开关信号或模拟量。采购时常见两种形态:一种是3.3~5 V供电、输出UART或PWM的测距模块,例如电应普A02,规格书列出水平测距、车位、机器人避障和物体接近感知等用途[2];另一种是M18、M30螺纹外壳的工业型,例如兰宝UR30-CM4,9~30 VDC供电,可选NPN/PNP开关、0-5/0-10 V、4-20 mA或TTL232输出[4]。两类产品的供电、接口和外壳完全不同,先按控制系统定形态,再比较量程。

工作原理

距离 = 声速 × 回波时间 ÷ 2。电应普A02的PWM说明书把这一关系写成S=T×V/2,并按内部温度补偿后的室温声速348 m/s简化为S=T/57.5(S单位cm,T单位µs),例如高电平脉宽10000 µs对应约173.9 cm[3]。声速随温度变化,所以多数型号带温度补偿;倍加福说明海拔0~3000 m声速变化小于1%,超压在1 bar以上时声速升高,约3 bar以上要改传感器参数[7]。最远量程只对正对传感器轴线的平整大面成立,小的、圆的或把声波反射到别处的目标会缩短量程,光滑面还需接近90°正对[7]。

换能器发声收声,电路计时,外壳和接头决定能装在哪里

下表按功能说明六个部件,材料一栏写的是各型号资料中实际出现的材料。A02采用封闭防水的收发分体双探头,另有无外壳的A02YY板卡供用户自行装壳[1][2];工业圆柱型把换能器、电路和指示灯封装在一根螺纹套管里[4][5]。

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部件作用材料与配置
超声波换能器(探头)发射时把电脉冲变成超声波,接收时把回波变成电信号。A02用两只分开的防水探头分别收发,规格书称为bistatic probe[2];工业圆柱型多为单只换能器兼作发射和接收[4]。PiezoData产品页给出其工业换能器中心频率75~400 kHz、检测距离0.04~3 m,并以40 kHz器件说明压电陶瓷收发原理[9]。压电陶瓷为发声元件。倍加福说明其标准换能器使用空心玻璃微珠、环氧树脂和PUR泡沫,耐化学性有限;接触酸、碱和清洗剂时可选覆PTFE膜的换能器,通常配不锈钢外壳[8]。PiezoData列出的工业换能器外壳为铝[9]。
信号处理电路产生激励脉冲、放大回波、计时并换算距离,再按订货的接口输出。电应普产品页说明A02采用较大发射声功率并配合连续可变增益处理回波[1]。印刷电路板组件。A02YY无外壳版的机械图给出板卡外形57.2 mm×23.2 mm、两只探头中心距34 mm和四针接口[2]。
外壳保护探头和电路,提供安装面或安装螺纹。A02带壳版两侧有安装耳,安装孔中心距72.6 mm、孔径3.2 mm[2];M18、M30型用螺纹套管配螺母固定[4][5]。A02带壳版为PVC外壳[1];兰宝UR30-CM4为镀镍铜套管配塑料附件[4];凯基特KJT-U30B-6000为镀镍铜套管、塑料配件和玻纤填充环氧树脂[5];DADISICK DK-CSR30为塑料件并灌封环氧树脂[6]。
连接器与电缆引入电源并送出信号。A02为四线:VCC、GND及随订货接口变化功能的RX、TX;RS485版这两根线改为B、A[2][3]。A02带壳版在机械图上为300 mm引线加四针端子[2];兰宝UR30-CM4可选2 m PVC电缆或4针M12接头[4];凯基特KJT-U30B-6000和DADISICK DK-CSR30为5芯M12接头[5][6]。
温度补偿电路按环境温度修正声速,减小冷热变化带来的距离偏差。A02规格表中UART、开关、RS485版标为支持温度补偿,PWM版标N/A[2];RS485版可从寄存器0x0102读出温度,单位0.1 ℃,分辨率0.5 ℃[3]。兰宝和凯基特的绝对精度±1%均注明带温漂补偿[4][5]。以测温元件加修正算法实现,具体元件由各厂设计;所引资料只给出功能和读数方式,未列元件型号[2][3]。
LED指示灯显示供电、开关状态和示教状态,便于现场调试。兰宝UR30-CM4:绿灯为电源常亮,黄灯显示正常工作时的开关状态,红灯和蓝灯用于示教状态提示[4];凯基特KJT-U30B-6000:红灯无目标常亮,绿灯检测到目标常亮,示教时闪烁,过载时红绿同时闪烁[5]。发光二极管及驱动电路,装在工业型壳体尾部。A02规格书只列四根线和接口定义,未列指示灯[2]。

量程、盲区、精度和输出方式

下表每一项都写出型号和条件。A02代表3.3~5 V测距模块,UR30-CM4和KJT-U30B-6000代表24 V级工业探头;不同形态之间的数值仅用于理解量级,选型时以所订料号的资料为准。

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参数资料与范围选型含义
检测范围(含盲区)A02:盲区3 cm,平面目标测量范围3~450 cm(产品页文字另写3~500 cm)[1][2];兰宝UR30-CM4:200~4000 mm和180~3000 mm两档,盲区0~200 mm[4];凯基特KJT-U30B-6000:500~6000 mm,盲区0~500 mm[5]。量程以毫米或厘米计,选型时让最近和最远的目标位置都落在盲区以外、标称范围以内,并按实际目标形状留余量[7]。
超声工作频率电应普A02产品页写明为40 kHz超声测距[1];PiezoData工业换能器中心频率为75~400 kHz[9]。兰宝UR30-CM4页面的3 Hz、凯基特页面的3.3 Hz为开关频率,属于输出动作次数[4][5]。频率与探头尺寸、量程和声束宽度相关,按所选型号数据表读取。
波束角A02约60°,测试目标为直径75 mm、高100 cm的白色PVC管,距离100 cm[2]。规格书另给出50 cm×60 cm纸箱的检测曲线,形状与PVC管曲线明显不同[2]。波束角随目标而变,安装时以实际物体和周边结构做检测区试验。
响应时间与测量周期A02 UART自动输出:处理值100~500 ms,实时值100 ms;UART受控输出触发后45~60 ms出数,触发周期须大于70 ms[3]。兰宝UR30-CM4、凯基特KJT-U30B-6000均为300 ms[4][5];DADISICK DK-CSR30为82~102 ms[6]。按目标移动速度和控制周期选:过滤后的处理值更稳,实时值更快。
工作电压A02:3.3~5 V(电气表最小3.1 V、最大5.25 V),RS485版5~24 V[2];兰宝UR30-CM4:9~30 VDC[4];凯基特KJT-U30B-6000:10~30 V DC,UB≥12 V[5]。先按控制柜或主板电源选形态。
输出类型A02:UART自动、UART受控、PWM、开关、RS485五选一,订货时确定,各版本引脚功能互不兼容[2][3];兰宝UR30-CM4:NPN或PNP(常开/常闭或迟滞)、0-5 V、0-10 V、4-20 mA、TTL232,可经串口升级改输出类型[4];DADISICK DK-CSR30有4-20 mA+PNP、0-10 V+NPN、RS485等料号[6]。需要连续距离值选模拟量或总线输出,只判断有无或到位选开关量。
工作温度A02:−15~+60 ℃,工作湿度典型65%、最大80% RH[2];兰宝UR30-CM4和凯基特KJT-U30B-6000:−25~+70 ℃,储存−40~+85 ℃[4][5]。精度指标多在25 ℃附近测得,现场温差大时要关注温度补偿方式。
防护等级A02带壳版为IP67[1];兰宝UR30-CM4、凯基特KJT-U30B-6000、DADISICK DK-CSR30均为IP67[4][5][6]。IP67说明防尘和短时浸水能力;耐清洗剂、耐介质和承压属于另外的条件[8][7]。
分辨率兰宝UR30-CM4:1 mm[4];凯基特KJT-U30B-6000:0.17~2.5 mm[5];A02产品页称毫米级分辨率,UART和RS485输出的距离单位为mm[1][3]。分辨率是读数的最小步长,误差看精度和重复精度两项。
精度与重复精度A02:UART、开关、RS485版±(1+S×0.3%) cm,PWM版±(1+S×0.5%) cm,S为距离(cm),条件为25 ℃、65% RH、50 cm×60 cm平面纸箱且探头尽量垂直[2];兰宝UR30-CM4和凯基特KJT-U30B-6000:绝对精度±1%(带温漂补偿),重复精度为满量程的±0.15%[4][5]。倍加福认为工业接近型产品在−25~+70 ℃范围内1%~3%的绝对精度较为现实,环境恒定时可更高,也可加参考传感器修正声速[7]。
工作电流A02:平均≤8 mA(RS485版≤15 mA),峰值≤40 mA(RS485版≤75 mA),PWM和UART受控版静态≤5 µA[2];兰宝UR30-CM4空载≤25 mA[4];凯基特KJT-U30B-6000空载≤30 mA[5]。电池或小功率稳压供电按峰值电流设计,A02还要求输入纹波≤50 mV、噪声≤100 mV(峰值)[2]。
外壳材质A02带壳版为PVC[1];兰宝UR30-CM4为镀镍铜加塑料附件[4];凯基特KJT-U30B-6000为镀镍铜套管、塑料配件和玻纤填充环氧树脂[5]。接触酸碱或清洗剂时,倍加福建议覆PTFE膜的换能器配不锈钢外壳,最严苛场合用整体密封的不锈钢型[8]。
连接方式A02带壳版为300 mm引线加四针端子[2];兰宝UR30-CM4为2 m PVC电缆或4针M12[4];凯基特KJT-U30B-6000为5芯M12[5]。M12针数随输出功能而变(如示教线、同步线),配线前按料号核对引脚表。
重量所引的A02规格书和兰宝、凯基特产品页均未给出重量,按所订料号及所带电缆长度向厂家索取[2][4][5]。电缆长度和接头形式对重量影响明显,移动设备和机器人要计入负载。

先选形态:测距模块、工业探头还是换能器

同叫超声波传感器,交付物可能是要自己写通讯的模块、接上PLC即用的M30探头,或只是一只换能器。下表按交付形态列出代表型号。

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形态代表型号与资料要点适合的用途
低压测距模块电应普A02:3.3~5 V,盲区3 cm,3~450 cm平面目标,UART/PWM/开关/RS485订货选定,带壳版PVC外壳、IP67[1][2]机器人避障、车位检测、垃圾桶和水箱液位等嵌入式产品
无外壳板卡电应普A02YY系列:同一探头和电路,不带外壳,由用户自行设计结构[1][2]需要自己做外壳或集成到整机面板的场合
工业圆柱探头兰宝UR30-CM4:9~30 VDC,NPN/PNP、0-10 V、4-20 mA等,M12或2 m电缆,示教设定距离[4];凯基特KJT-U30B-6000:500~6000 mm,带同步与示教功能[5]产线物位、料位、卷径、有无检测,直接接PLC
物位类探头DADISICK DK-CSR30:100~2000 mm或150~3000 mm,4-20 mA+PNP或RS485[6]水位、料仓等连续物位监测
换能器PiezoData:75~400 kHz工业换能器,铝外壳,0.04~3 m[9]自行开发测量电路的设备厂

按自己的距离算出A02的误差

A02的精度公式带距离项,距离越远允许误差越大。下表按规格书公式计算,条件为25 ℃、65% RH、50 cm×60 cm平面纸箱[2]。

实际目标偏小、偏圆或表面倾斜时,有效量程会缩短;倍加福建议光滑表面尽量保持与声轴约90°[7]。温度偏离25 ℃时,带温度补偿的版本误差变化较小;A02规格表标PWM版温度补偿为N/A,而PWM说明书又写有内部温度补偿,这一差异列入下文的资料清单[2][3]。

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距离SUART / 开关 / RS485版PWM版
50 cm±1.15 cm±1.25 cm
200 cm±1.6 cm±2.0 cm
400 cm±2.2 cm±3.0 cm
450 cm(平面目标上限)±2.35 cm±3.25 cm

A02五种输出的读数方法

A02的RX、TX两根线随输出版本改变功能,下单时就要选定接口[2]。以下摘自电应普输出接口说明书[3]。

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输出读数要点
UART自动TTL电平,9600 bps,8位数据,1位停止,无校验。每帧4字节:0xFF、高8位、低8位、校验和;距离(mm)=高字节×256+低字节,校验和取前三字节之和的低8位。例:FF 07 A1 A7,距离1953 mm。RX悬空或高电平输出处理值,RX拉低输出实时值[3]
UART受控RX收到下降沿或任一串口字节后测一次,45~60 ms后从TX输出,触发周期须大于70 ms,帧格式同上[3]
PWMRX下降沿触发,TX输出一个高电平脉宽;距离(cm)=脉宽(µs)/57.5。平面目标脉宽0.18~35 ms;无目标时输出约35 ms固定脉宽,控制端按无目标处理这一数值[3]
开关出厂阈值1.5 m,每100 ms测一次;连续3次小于阈值TX输出高电平,连续5次大于阈值TX输出低电平。TX只输出高低电平,没有驱动能力,接继电器或PLC输入要加接口电路[3]
RS485Modbus-RTU,9600 bps,8N1,CRC-16/MODBUS,默认地址0x01。寄存器0x0100为处理后距离(mm,约500 ms),0x0101为实时距离(mm,约100 ms),0x0102为温度(0.1 ℃)[3]

供电、多台并装和恶劣环境

供电:A02发射瞬间峰值电流可达40 mA(RS485版75 mA),是平均电流的5倍左右;输入纹波≤50 mV、噪声≤100 mV(峰值)[2]。电应普同时提醒结构公差和系统电磁兼容设计会影响模块工作[2]。

多台并装:倍加福给出同型号传感器的最小间距指引,前提是声轴平行、目标面垂直;其他布置的间距要通过试验确定,相对安装出现干扰时可加大间距或启用同步、复用功能,同步型与非同步型禁止相对安装[8]。凯基特KJT-U30B-6000带同步功能,适合多台近距离并装[5]。

压力与介质:倍加福说明标准传感器可整体装在超压区,只把前端伸入压力区则需要专用型号[7];接触酸、碱和清洗剂时选覆PTFE膜换能器和不锈钢外壳[8]。

资料前后不一致的几处,下单前请厂家书面答复

以下资料关系到装机后读数是否稳定,询价时一并提出。

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事项原因
所订料号的规格书和接口说明书(含版本号)A02产品页写3~500 cm,规格书写3~450 cm(平面目标);规格书首页储存温度上限+80 ℃,环境表为+75 ℃。以交付版本的书面文件为准[1][2]
PWM版温度补偿的书面说明规格表标N/A,PWM说明书写有内部补偿,影响冷热环境下的读数[2][3]
RS485地址修改说明寄存器表把0x0200从机地址标为只读,示例却写入新地址0x05[3]
在实际目标上的检测曲线或试测记录波束角和量程随目标形状、材质、角度变化[2][7]
无回波、目标丢失时的输出规则例如A02 PWM无目标约35 ms脉宽,控制器要单独定义这一状态的处理方式[3]
外壳与探头面的材料,以及耐清洗剂或耐介质说明IP67只说明防尘防水[8]
重量、外形图和安装支架图所引资料均未给出重量[2][4][5]
ESD、EMC测试报告A02规格书列ESD ±4 kV/±8 kV并引用IEC 61000-4-2[2]

资料来源与适用范围

核对日期:2026-10-17。参数实例来自电应普、兰宝、凯基特和DADISICK的官网产品页与PDF,安装和精度的一般规律来自倍加福技术说明,均于2026-10-17打开。原厂资料内部有出入之处已列在资料清单中。

  1. 电应普 DYP-A02 3 cm盲区IP67超声波传感器产品页产品页:40 kHz、PVC外壳、IP67、3 cm盲区、450/500 cm两处量程文字、A02YY无外壳版。
  2. 电应普 A02 Series Sensor Module Datasheet(PDF,9页)规格书第1–7页:特性、规格表与测试条件、环境与电气表、料号表、波束图、机械尺寸与引脚。
  3. 电应普 A02 Output Interfaces 说明书(PDF,8页)接口说明书:五种输出的引脚、时序、帧格式、PWM换算公式和Modbus寄存器表。
  4. 兰宝 200-4000mm M30超声波传感器(UR30-CM4系列)产品页UR30-CM4料号表与规格:量程、盲区、分辨率、精度、电压、电流、LED、温度、材质、IP67、连接。
  5. 凯基特 KJT-U30B超声波传感器6000 mm产品页KJT-U30B-6000规格:量程、盲区、分辨率、精度、响应、电压、LED、同步与示教、材质、IP67、M12。
  6. DADISICK Ultrasonic Sensor产品目录DK-CSR30、DK-CSC等系列的量程、材质、M12接头、输出方式和响应时间。
  7. Pepperl+Fuchs:Ultrasonic sensor FAQ – detection range and accuracy目标形状与角度对量程的影响、1%~3%绝对精度、参考传感器修正、海拔与超压对声速的影响。
  8. Pepperl+Fuchs:Ultrasonic sensor FAQ – mounting tips多台间距前提、同步/复用、相对安装限制、标准换能器材料与PTFE膜、不锈钢密封型。
  9. PiezoData Industrial Ultrasonic Sensor页面工业换能器铝外壳、中心频率75~400 kHz、0.04~3 m及40 kHz压电收发原理。
  10. 兰宝传感 超声波传感器系列页反射型系列(M12/M18/M30,模拟量输出,示教线设定,物料颜色和环境光影响小)与单双张检测系列。

超声波传感器相关厂家

比较厂家官网列出的产品系列,在本页查看资料、准备采购需求。

6 家 · 产品来源可查

Shenzhen Dianyingpu Technology Co., Ltd.

深圳电应普科技生产空气测距、液位和避障用超声波模块,A02系列提供带壳IP67版和无外壳A02YY版,输出可选UART、PWM、开关或RS485,官网同时提供规格书和接口说明书下载。

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官网产品分类
电应普 · A02系列超声波测距模块
产品来源
www.dypcn.com ↗
资料核查日期
2026-10-17

Shanghai Lanbao Sensing Technology Co., Ltd.

上海兰宝在该官网列出M18、M30圆柱型和US40方型超声波传感器,其中UR30-CM4系列量程200~4000 mm,可选NPN/PNP、0-10 V、4-20 mA或TTL232输出,M12接头或2 m电缆。

查看产品资料依据
官网产品分类
兰宝 · UR30-CM4系列M30超声波传感器
资料核查日期
2026-10-17

Shanghai Lanbao Sensor Technology Co., Ltd.

兰宝传感科技产品中心将超声波传感器分为反射型系列(M12、M18、M30外壳,可选0-5/10 V或4-20 mA输出,示教线设定距离)和单双张检测系列。

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官网产品分类
兰宝 · 反射型与单双张超声波传感器
资料核查日期
2026-10-17

Nanjing KJT Electric Co,. LTD.

南京凯基特在官网列出U18B(50~1000 mm)、U30B(1500~6000 mm)超声波测距型号和U18D系列双张检测传感器;U30B-6000为IP67、5芯M12、带同步和示教功能。

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官网产品分类
凯基特 · U18B/U30B系列超声波传感器
资料核查日期
2026-10-17

Dongguan Dadi Electronic Technology Co., Ltd.

东莞市大地电子(DADISICK)超声波目录包含DK-CSB12/18/30、DK-CSC、DK-CSR30圆柱型和DK-CSDA/CSDB槽型系列,DK-CSR30有4-20 mA+PNP、0-10 V和RS485等输出料号。

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官网产品分类
DADISICK · DK-CS系列超声波传感器
资料核查日期
2026-10-17

Nanjing Hanzhou Technologie CO., LTD

Nanjing

南京瀚洲科技官网分列超声波测距换能器、超声波液位传感器和YTC系列超声波传感器;YTC系列有标准型、防腐型、防爆型和两线制,输出可选模拟量、开关量或RS485,官网注明参数仅供参考。

查看产品资料依据
官网产品分类
瀚洲 · YTC系列超声波物位传感器
资料核查日期
2026-10-17

采购需求由 CNFX 接收处理。厂家认领标识与产品资料来源分别展示;具体型号、供货及交期以双方确认为准。

常见问题

超声波传感器的盲区是什么,怎么选?

盲区是紧贴探头、测不出距离的一段。电应普A02为3 cm,兰宝UR30-CM4为0~200 mm,凯基特KJT-U30B-6000为0~500 mm。量程越远的型号盲区通常越大,最近的目标位置要落在盲区以外。

超声波传感器测透明瓶子、黑色物体可以吗?

超声波靠声波反射工作,目标颜色和透明度影响很小,兰宝资料也说明其反射型系列不受物料颜色和环境光影响。影响更大的是目标大小、形状和表面角度:倍加福指出小的、圆的或倾斜的目标会缩短检测距离。

A02在2米处精度是多少?

按规格书公式,UART、开关和RS485版约±1.6 cm,PWM版约±2.0 cm,条件为25 ℃、65% RH、50 cm×60 cm平面纸箱。

4-20 mA输出和开关量输出怎么选?

要连续读液位、料位或卷径,选4-20 mA、0-10 V或RS485;只需判断有无或到没到位置,选NPN/PNP开关量。兰宝UR30-CM4和DADISICK DK-CSR30都按输出方式分料号订货。

我可以直接联系工厂吗?

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CNFX Industrial Index v2.6.11 · 机械和设备制造

数据基础

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