超音波 ultrasonic (waves)：
人類耳朵能聽到的聲波頻率為20HZ～20KHz。當聲波的振動頻率大于20KHz或小于20Hz時，我們便聽不見了。是以，我們把頻率高于20KHz赫茲的聲波稱為“超音波”。因其方向性好，穿透能力強，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠，可用于測距、測速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫學、軍事、工業、農業上有很多的應用。如超音波清洗機，超音波加濕器，醫學檢查B超，彩超，超音波探傷儀等。
聲音是由振動産生的，能夠産生超音波的裝置就是超音波傳感器，習慣上稱為超聲換能器，或者超聲探頭。超音波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發射超音波，也可以接收超音波。構成晶片的材料可以有許多種。晶片的大小，如直徑和厚度也各不相同，是以每個探頭的性能是不同的，使用前必須預先了解它的性能。
常用的是壓電式超音波發生器，是利用壓電晶體的諧振來工作的。超音波傳感器探頭内部有兩個壓電晶片和一個共振闆。當它的兩極外加脈沖信号，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片将會發生共振，并帶動共振闆振動，便産生超音波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當共振闆接收到超音波時，将壓迫壓電晶片作振動，将機械能轉換為電信号，這時它就成為超音波接收器了。 超音波傳感器就是利用壓電效應的原理将電能和超音波互相轉化，即在發射超音波的時候，将電能轉換成超音波發射出去；而在接收時，則将超聲振動轉換成電信号。
超音波測距原理：
最常用的超聲測距的方法是回聲探測法，如下圖，超音波發射器向某一方向發射超音波，在發射時刻的同時計數器開始計時，超音波在空氣中傳播，途中碰到障礙物面阻擋就立即反射回來，超音波接收器收到反射回的超音波就立即停止計時。超音波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距障礙物面的距離s，即：s=340t/2
超音波發射電路：由555定時器産生40KHZ的脈沖信号，加到超音波探頭的引腳上，使内部的壓電晶片産生共振，向外發射超音波。
超音波接收電路： 由于超音波接收探頭産生的電信号非常弱，需要進行放大處理，下圖，由半導體和運算放大器LM324構成放大電路，對接收信号放大後，驅動繼電器。
一般采用內建的信号放大器晶片，對信号進行放大處理。CX20106是SONY公司的專用內建前置放大器，由前置放大器、限幅放大器、帶通濾波器、檢波器、積分器、整型電路組成。其中的前置放大器具有自動增益控制功能，可以保證在超音波傳感器接收較遠反射信号輸出微弱電壓時放大器有較高的增益,在近距離輸入信号強時放大器不會過載。
超音波也是一種聲波，其聲速V與溫度有關。在使用時，如果傳播媒體溫度變化不大，則可近似認為超音波速度在傳播的過程中是基本不變的。如果對測距精度要求很高，則應通過溫度補償的方法對測量結果加以數值校正。V = 331．4 + 0．607T ，式中，T為實際溫度機關為℃，v為超音波在媒體中的傳播速度機關為m／s
實際測量時由于傳感器和被測物體的角度不同，被測物體表面也可能是不是平整的，産生幾種特殊情況，會導緻測量結果錯誤，如下圖，可以通過旋轉探頭角度多次測量來解決。
超音波傳感器的主要性能名額包括：
（1）工作頻率。工作頻率就是壓電晶片的共振頻率。當加到它兩端的交流電壓的頻率和晶片的共振頻率相等時，輸出的能量最大，靈敏度也最高。
（2）工作溫度。由于壓電材料的居裡點一般比較高，特别時診斷用超音波探頭使用功率較小，是以工作溫度比較低，可以長時間地工作而不失效。醫療用的超聲探頭的溫度比較高，需要單獨的制冷裝置。
（3）靈敏度。主要取決于制造晶片本身。機電耦合系數大，靈敏度高。
超音波測距子產品： 市場上有很多做好的測量子產品，價格性能不一。
HC-SR04超音波測距子產品可提供2cm-400cm的非接觸式距離感測功能， 測距精度可達高到3mm；子產品包括超音波發射器、接收器與控制電路。基本工作原理：
(1)采用IO口TRIG觸發測距，給至少10us的高電平信号;
(2)子產品自動發送8個40khz的方波，自動檢測是否有信号傳回；
(3)有信号傳回，通過IO口ECHO輸出一個高電平，高電平持續的時間就是超音波從發射到傳回的時間。
測試距離=(高電平時間*聲速(340M/S))/2;