Czujniki ultradźwiękowe to urządzenia sensoryczne, które przekształcają energię elektryczną w fale ultradźwiękowe. Zasada działania jest podobna do radaru, ponieważ wykrywają cel na podstawie interpretacji sygnału, który jest od nich odbity. Prędkość dźwięku jest wartością stałą, dzięki czemu za pomocą takiego czujnika można łatwo ustawić odległość do obiektu, odpowiadającą odstępowi czasu pomiędzy wysłaniem samego sygnału, a odesłaniem z niego echa.
Czujniki ultradźwiękowe posiadają szereg funkcji, które pozwalają określić obszar ich zastosowania. Można wyróżnić krótki zasięg, kierunkowość sygnału, małą prędkość propagacji fali. Główną zaletą czujników ultradźwiękowych jest ich stosunkowo niski koszt. W samochodach mogą służyć do organizowania systemów parkingowych. Ultradźwiękowyczujniki poziomu o rozszerzonym zasięgu są aktywnie wykorzystywane w wielu konstrukcjach systemów wspomagających monitorowanie martwych punktów. Są również używane w różnych systemach sterowania samochodami w trybie automatycznym.
Jako podstawę czujnika można nazwać przetwornik, który łączy w sobie element aktywny i membranę. W tym przypadku przetwornik pełni rolę nadajnika i odbiornika. Element aktywny generuje krótki impuls, który jest następnie odbierany jako echo od przeszkody. Wykonany jest ze specjalnego materiału piezoelektrycznego. W tym przypadku aluminiowa membrana działa jako powierzchnia styku przetwornika, umożliwiając określenie właściwości akustycznych. Podstawa przetwornika jest wystarczająco sprężysta, aby pochłaniać drgania. Wszystkie elementy znajdują się w plastikowej obudowie wyposażonej w złącza do podłączenia.
Czujniki ultradźwiękowe działają w następujący sposób: po otrzymaniu sygnału z zewnątrz aktywny element wprawia membranę w drgania, wysyłając w przestrzeń impulsy ultradźwiękowe. Kiedy fale te napotykają na przeszkodę, są odbijane, wracając do przetwornika i wywołują drgania elementu aktywnego, z którego sygnał elektryczny jest następnie usuwany.
Czujniki ultradźwiękowe mają takie podstawowe cechy jak częstotliwość impulsów, zasięg wykrywania przeszkód, prędkość. Nowoczesne urządzenia parkingowe mają częstotliwość 40 kHz i zasięg wykrywaniado 2,5 metra.
Producenci zwykle nie podają wartości tak ważnego parametru jak kąt widzenia. W czujnikach kąt widzenia jest zwykle określany przez częstotliwość sygnałów oraz kształt i wielkość przetwornika. Im wyższa częstotliwość impulsów, tym mniejszy będzie kąt widzenia.
Ultradźwiękowe czujniki odległości mają wiele niezaprzeczalnych zalet, ale mają też bardzo istotne ograniczenia funkcjonalne. Wydajność i dokładność urządzeń spada w złych warunkach pogodowych, a także przy dużym zanieczyszczeniu. Czujnik może przepuszczać małe obiekty, a także powierzchnie o niskim współczynniku odbicia.
