超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波是一种振动频率高于声波的机械波，由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的，它具有频率高、波长短、绕射现象小，特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。
超声波对液体、固体的穿透本领很大，尤其是在阳光不透明的固体中，它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波，碰到活动物体能产生多普勒效应。因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面以超声波作为检测手段，必须产生超声波和接收超声波。完成这种功能的装置就是超声波传感器，习惯上称为超声换能器，或者超声探头。
传感器是能感受规定的被测量件并按照一定的规律(数学函数法则)转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器在测量中主要有三种形式，不同测量方法关系到检测任务是否能够顺利完成。通常来说，不同的检测系统中应用的传感器测量形式也不相同。
传感器的测量形式主要包括直接测量、间接测量以及组合测量等三类。
直接测量常被采用与工程中，尽管测量精度不高，但是测量过程十分简单迅速。直接测量是指传感器仪表进行测量时，直接显示测量所需要的结果，而不对读数进行任何运算。如用磁电式电流表测量电路的电流，用弹簧管式压力表测量锅炉的压力等，都属于直接测量。
间接测量一般应用于无法或不方便进行直接测量的场合，这时传感器可以对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式经过计算后最终显示所需结果。由于间接测量测量参数多，计算过程复杂，因此容易引起误差，所以在测量时对误差进行分析并选择和确定优化的测量方法是十分必要的。
组合测量则是指被测物理量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果。尽管这种测量方法一般需要改变测试条件，操作较为复杂耗时，但是测量精度却十分高。因此常被用于科学实验或特殊场合等对测量精度有较高要求的应用中。
在自动化领域的广泛用途 如今，自动检测和控制的方法中，除了超声波传感器和普通光电传感器外，又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法—传输时间激光距离传感器。
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