اخبار

شما اینجا هستید: صفحه اصلی / اخبار / اطلاعات مبدل اولتراسونیک / روش پردازش سیگنال برای سنسور محدوده اولتراسونیک

روش پردازش سیگنال برای سنسور محدوده اولتراسونیک

بازدید: 22 نویسنده: ویرایشگر سایت زمان انتشار: 1397/08/29 منبع: سایت

پرس و جو کنید

روش های زیادی برای سنسورهای مافوق صوت اندازه‌گیری فاصله ، و پرمصرف‌ترین آنها Pelam و Galt در سال 1946 هستند. روش اکو پالس پیشنهاد شده در سال، اصل کار کاوشگر اولتراسونیک توسط پالس فرکانس اولتراسونیک تحریک می‌شود تا موج اولتراسونیک را به بیرون تابش کند، و موج اولتراسونیک منعکس شده توسط امواج فراصوت دریافت می‌شود و امواج فراصوت دریافت می‌شود. یا تخمین زدن دوره زمانی سپری شده (به آن زمان برد گفته می شود)، و سپس کاوشگر اولتراسونیک و جسم اندازه گیری به صورت زیر محاسبه می شوند و سرعت انتشار صوت زمانی که دمای e محیط انتشار تغییر می کند. آن نیز تغییر کرد. بنابراین، کاوشگر دما در محدوده یاب اولتراسونیک ساخته شده است تا دمای محیط انتشار صدا را در زمان واقعی تشخیص دهد تا تأثیر دمای محیط بر دقت محدوده را جبران کند.

به منظور بهبود عملکرد سیستم محدوده اولتراسونیک ، برای شروع سخت افزار سیستم کافی نیست. همچنین مطالعه روش پردازش اطلاعات اندازه گیری که با سیستم سخت افزاری سازگار است ضروری است. در این راستا، محققان داخلی و خارجی بسیاری از روش‌های خاص محدوده فراصوت یا الگوریتم‌های تخمین تاخیر زمانی را مورد مطالعه قرار داده‌اند، مانند تخمین دامنه متغیر با مقدار بسته، روش تابع همبستگی متقاطع، روش تحلیل خط طیفی، روش تشخیص فاز و تخمین تاخیر زمانی تطبیقی. در فاصله یاب اولتراسونیک واقعی، انواع الگوریتم های اندازه گیری اغلب در ترکیب اعمال می شود. البته این الگوریتم‌ها ارتباط نزدیکی با ویژگی‌های صوتی و الکتریکی مبدل اولتراسونیک دارند.

سیستم محدوده التراسونیک ساده‌ترین روش تشخیص 'تقاطع صفر' را اتخاذ می‌کند و روند کار آن به شرح زیر است: 1 وقتی کنترل‌کننده ساعت شمار را راه‌اندازی می‌کند، یک سیگنال پالس فرکانس اولتراسونیک با زمان ثابت ارسال می‌کند. ارسال امواج اولتراسونیک به بیرون. 2 اگر هدفی در جلوی مبدل وجود داشته باشد، موج اولتراسونیک منعکس شده باید روی مبدل عمل کند تا سیگنال الکتریکی ضعیفی تولید کند. پس از تقویت سیگنال توسط مدار گیرنده، ولتاژ آستانه از پیش تعیین شده برای خاتمه شمارش بیشتر است. که باعث می شود سیگنال خروجی مقایسه کننده بالا برود. 3 سیگنال سطح بالا شمارنده را قادر می سازد که گیت را فعال کند و مقدار موجود در حافظه به میکروکامپیوتر اجازه می دهد تا سیگنال شمارش پایانی را در پورت ورودی موازی جستجو کند و ساعت را بخواند تا رابطه بین هدف و مبدل را مطابق معادله محاسبه کند. اتفاقاً حاصل ضرب طول موج صوتی ارسالی توسط مبدل و سرعت صوت نقطه کور سنسور مبدل اولتراسونیک.

از آنجایی که دامنه سیگنال اکو با فاصله هدف نسبت معکوس دارد، هر چه فاصله بین هدف و مبدل دورتر باشد، خروجی مدار دریافت اولتراسونیک کمتر است و زمان برد مربوطه بیشتر است. بنابراین، در سیستم محدوده اولتراسونیک، یک مدار گیرنده سنسور فاصله مبدل دارای یک مقدار بسته ثابت یا یک بهره است که معمولاً استفاده نمی شود، اما یک مدار گیرنده دارای یک مقدار متغیر زمان است یا یک متغیر افزایش زمان استفاده می شود. اولی باعث می شود مقدار بسته به صورت تصاعدی با افزایش زمان برد کاهش یابد و دومی با افزایش زمان برد، ضریب تقویت مدار گیرنده را به صورت تصاعدی افزایش می دهد. تا زمانی که ثابت زمانی تابع نمایی به درستی تنظیم شود، اطمینان حاصل می شود که فاصله هدف به طور دقیق در محدوده مشخص شده اندازه گیری می شود.

فرآیند اندازه گیری به شرح زیر است: ابتدا مبدل 1016 سیکل امواج اولتراسونیک با فرکانس بالا را ارسال می کند و سپس 4-18 سیکل فرکانس پایین را ارسال می کند. سنسورهای مجاورت اولتراسونیک برای اهداف دور نزدیک، چون مبدل ابتدا امواج اولتراسونیک فرکانس بالا را ارسال می کند، اکو فرکانس بالا ابتدا به گیرنده می رسد. برای اهداف مسافت طولانی، انرژی فراصوت با فرکانس بالا تا حد زیادی توسط جذب هوا ضعیف می شود، سیگنال موج فقط اولتراسوند فرکانس پایین دارد. به این ترتیب، با جداسازی محدوده از راه دور از برد کوتاه، می توان بر تناقض ذاتی بین برد و دقت محدوده غلبه کرد. البته، روش محدوده فراصوت دو فرکانس این فرض را دارد که مبدل باید دو فرکانس تشدید داشته باشد، از آنجایی که روش تشخیص نمی تواند زمان وقوع جلوی اکو را دقیقاً تعیین کند، تخمین دقیق زمان برد واقعی دشوار است. چندین روش محاسبه برای تجزیه و تحلیل و استخراج مرز پاکت اکو پیشنهاد شده است. این مقاله مفهوم روش محدوده درشت و دو دامنه را ارائه می دهد: ابتدا یک پالس دامنه مافوق صوت برای محدوده درشت ارسال می شود و از ریزپردازنده برای پشتیبان استفاده می شود. قبلاً، بدین وسیله به هدف دقیق محدوده‌بندی دست یافت.