超声波传感器的工作原理是利用声波介质对被检测物进行非接触式无磨损的检测。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。

超声波传感器是将超声波信号转换成其他能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。超声波传感器对透明或有色物体，金属或非金属物体，固体、液体、粉状物质均能检测，其检测性能几乎不受任何环境条件的影响，包括烟尘环境和雨天1。超声波传感器主要由发送、接收、控制和电源四部分组成，通过压电晶片的振动产生和接收超声波。

具体工作原理如下：

超声波传感器的结构原理目前，压电超声波传感器常用于汽车上。超声波传感器的关键部件是塑料或金属外壳内的压电芯片，它通过两根导线与控制器连接，通过导线将发射的电信号和返回的电信号传输给控制器。

超声波传感器内部有两个压电晶片和一个共振板。脉冲信号施加到它的两极。当其频率等于压电晶片的自然振荡频率时，压电晶片就会发生谐振，带动共振板振动，从而产生超声波。

相反，如果在两个电极之间没有施加电压，当共振板接收到回声时，它迫使压电晶片振动，并将机械能转换成电信号，然后它就变成了超声波接收器。总之，超声波传感器既能发射超声波，又能接收超声波。发射超声波时，电能转化为超声波；当接收到回波时，它将超声波的振动转换成电信号，因此被称为超声波换能器。

超声波发射器向某个方向发射超声波，同时开始计时。超声波在空空气中传播，途中遇到障碍物立即返回。超声波接收器在接收到反射波后立即停止计时。超声波在空气体中的传播速度为340m/s，根据定时器记录的时间t，通过逻辑电路的处理和计算，可以计算出发射点与障碍物的距离。计算公式为L=3401/2，其中L为测点与被测障碍物的距离；30是超声波在空气体中传播的近似速度；1是超声波遇到障碍物后从发射器到接收器的时间。

超声波传感器具有频率高、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。但也有一定的缺点，如超声波有一定的扩散角，只能测量距离，不能测量方位，只能低速使用，汽车前后保险杠不同方位必须安装多个超声波传感器。

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。