تک پالس دیجیتال مبدل فاصله اولتراسونیک

سیستم آزمایش محدوده اولتراسونیک از یک رایانه شخصی، یک برد جمع آوری و کنترل داده، یک مبدل اولتراسونیک و مدار ارسال/دریافت آن تشکیل شده است. با استفاده از این سیستم، آزمایش محدوده اولتراسونیک مناسب برای نمونه برداری کم انجام می شود. آزمایش‌ها نشان می‌دهند که الگوریتم محدوده پیشنهادی می‌تواند توسط یک سیستم میکروکامپیوتری تک تراشه معمولی برای تشکیل یک محدوده یاب اولتراسونیک با برد بالا با عملکرد هزینه بالا تحقق یابد.

محدوده همبستگی دیجیتال تک پالس

در سیستم، اطلاعات مفید، پوشش سیگنال های دریافت و ارسال اولتراسوند است. از آنجایی که ویژگی های پاسخ فرکانسی از سنسور اولتراسونیک برای مخزن سوخت تأثیر خاصی بر طیف سیگنال پاکت دارد، بسیار بزرگ نیست. طبق قضیه نمونه برداری شانون، تا زمانی که نرخ نمونه برداری از دو برابر سیگنال باند عبور مبدل بیشتر باشد، پوشش سیگنال اصلی قابل بازیابی است. برای مبدل های غیر ترکیبی، پهنای باند تقریباً 4 کیلوهرتز است و فرکانس نمونه برداری باید بالاتر از 8 کیلوهرتز باشد. برای مبدل های ترکیبی، باند ارسال 4 کیلوهرتز و باند دریافت 7 کیلوهرتز است و فرکانس نمونه برداری باید بالاتر از 14 کیلوهرتز باشد. البته هر چه فرکانس نمونه برداری بیشتر باشد، تفکیک محور زمانی بیشتر می شود و دقت محدوده بالاتر می رود، اما میزان پردازش داده ها به همان نسبت افزایش می یابد. بنابراین، لازم است از یک مبدل اولتراسونیک مناسب برای انتشار مجموعه ای از مدت زمان حدود 2.7 میلی ثانیه به سقف (هدف) با توجه به نیاز واقعی استفاده شود (ناحیه کور مربوطه 0.459 متر است و مبدل فلومتر اولتراسونیک چندین بار دریافت می کند. سیگنال موج، تداخل و سیگنال پژواک کوچک 5 پس از پردازش مربوطه 'غرق' می شوند. محاسبه طبق الگوریتم شرح داده شده در بالا انجام می شود.

آزمایشات نشان می دهد که وقتی موقعیت نسبی خودرو و سنسور اندازه گیری فاصله اولتراسونیک 15-20 متر است، سنسور می تواند سیگنال اکو منعکس شده از هدف را تشخیص دهد. هنگام اندازه گیری، سرعت وسیله نقلیه در محدوده 20-50 کیلومتر در ساعت کنترل می شود. فاصله بین چرخ دستی ها دو بار متوالی اندازه گیری می شود و فاصله زمانی بین دو اندازه گیری برای محاسبه سرعت رانندگی وسیله نقلیه تقسیم می شود. هدف اصلی اندازه‌گیری سرعت این است که تأیید کند که سیستم برد مافوق صوت به جای کالیبره کردن سیستم برد، عملکرد شناسایی اهداف متحرک را دارد، بنابراین از سرعت فوق‌العاده برای آزمایش استفاده نمی‌شود. در واقع، برای اندازه گیری دقیق سرعت، مبدل اولتراسونیک باید بر روی سکوی حرکت نصب شود تا آزمایش اندازه گیری روی هدف ثابت انجام شود. ماشین سریعتر خطای اندازه گیری سرعت بیشتری دارد. دلیل اصلی این است که زمان صرف شده توسط الگوریتم محدوده بسیار طولانی است و وضوح سرعت سنج خودرو بالا نیست و داده های جدول خواندن دستی دقیق نیست. بنابراین، توسعه دستگاه‌های آزمایشی مناسب برای آزمایش اهداف متحرک و مطالعه الگوریتم‌های برد سریع مربوطه ضروری است.