在自然界中，有不少动物是没有视觉的，它们很多都是靠超声波来定位，如蝙蝠。超声波的声波频率高于20 000赫兹，超过了人类的听觉频率范围，故而得名。超声波具有很强的穿透能力但又没有放射性，有很好的方向性，而且在水中也能远距离传播，所以在工业、农业、医疗、军事等领域有着广泛的应用。最常见的是超声波清洗仪、超声波诊断仪、超声波碎石、超声波测速、超声波测距等。
1.超声波测距
超声波传感器能够无接触地检测到物体并测量出传感器自身与物体的距离，是一种很常用的测量距离的传感器。超声波测距原理如图8—1所示。
（1）超声波传感器的发射装置会周期性地发出超声波脉冲，它在空气中以声速传播。
（2）超声波撞击到物体就会被反射回来。
（3）反射波最终被传感器的接收装置获取。
传感器从发射超声波的同时开始计时，在接收到反射波时停止计时，这样超声波从发射到接收整个过程耗费的时间t就得到了。声波在空气中的传播速度为340 m/s，那么超声波传感器到物体的距离s就可以用以下公式计算得到：s=340*t/2。
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图8—1 超声波测距原理图
超声波传感器常被用于工业现场、建筑工地、倒车提醒等距离测量。虽然，目前可测量的距离已经越来越远，甚至可达百米，但测量的精度仍然不够，往往只能达到厘米数量级。值得注意的是，用于距离测量的超声波传感器能够检测到不同材质的物体，如金属、木材或塑料。但是，如果遇到吸音材料，如棉花、海绵等材料就很难被超声波传感器检测到。
2.超声波传感器的控制
常用的超声波传感器有许多不同的结构，有直探头（发射纵波）、斜探头（发射横波）、表面波探头（发射表面波）、兰姆波探头（发射兰姆波）、双探头（一个探头发射、一个探头接收）等。
超声波传感器与前面所学的传感器稍有不同，它有4个外接端口，分别是Vcc端（表示正极），Gnd端（表示接地极），Trig端（用于发出超声波），Echo端（用于接收超声波）。
图8—2 超声波传感器
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