uji indeks kinerja teknologi sensor ultrasonik

Teknologi deteksi sensor ultrasonik

Itu transduser ultrasonik adalah perangkat keramik piezoelektrik yang mewujudkan konversi dua arah energi mekanik dan energi listrik melalui efek piezoelektrik. Kecepatan rambatnya adalah 344m/s (25 derajat). Frekuensi pengoperasian umumnya antara 20kHz dan 200kHz. Jarak dan kecepatan relatif rintangan ditentukan oleh refleksi dan efek doppler. Jarak deteksi umumnya antara 1 m dan 2 m. Ini banyak digunakan dalam sistem produk seperti sonar mundur, alarm anti maling, pengukur aliran, pengaturan waktu parkir, dan pintu otomatis. Alur kerja rinci dari sistem sensor ultrasonik sebagai berikut: pengontrol menggerakkan sensor ultrasonik (transceiver terintegrasi dan terintegrasi) melalui sirkuit penggerak untuk menghasilkan sinyal ultrasonik frekuensi tetap pendek melalui konversi piezoelektrik, ketika pulsa ultrasonik menemui hambatan. Akan terjadi refleksi, sensor penerima akan menerima pantulan gema mekanis, kemudian melalui transformasi piezoelektrik, setelah sinyal listrik gema diproses dengan amplifikasi, penyaringan, deteksi, dll, sesuai dengan gelombang ultrasonik yang ditransmisikan dan gema pantulan yang diterima. Interval waktu dihitung berdasarkan jarak antara sensor dan rintangan. Berikut beberapa parameter utamanya : Karakteristik tekanan suara, tekanan suara (SPL) merupakan parameter yang menunjukkan volume pancaran sensor. Hal ini dinyatakan dengan rumus berikut: SPL=20logP/Pre(dB) 'P' adalah tekanan suara efektif, 'Pre' adalah tekanan suara referensi (2×10-4ubar), dan tekanan suara sensor ultrasonik umumnya ≧100dB.

Sensitivitas merupakan parameter yang menunjukkan kekuatan kemampuan penerimaan sensor. Hal ini dinyatakan dengan rumus berikut: 20 log E/P (dB) 'E' adalah nilai tegangan yang dihasilkan (VRMS), dan 'P' adalah tekanan suara masukan (ubar). Sensitivitas dari sensor jarak ultrasonik umumnya -60dB~-85dB. Area deteksi sensor selubung deteksi tidak beraturan, umumnya yang terkuat di bagian belakang, semakin jauh jaraknya, semakin cepat atenuasinya; pantulan arah miringnya lemah, keseluruhan area yang terdeteksi mengipasi. Proses pemeriksaan sensor ultrasonik konvensional adalah sebagai berikut

1. Atur kotak pelindung, letakkan batang uji standar pada posisi jarak deteksi terjauh (1,5m ~ 2m) yang ditentukan dalam kotak pelindung, umumnya pipa PVC ¢75mm, letakkan modul sensor yang akan di-debug ke dalam bingkai uji, itu menghubungkan osiloskop.

2. Nyalakan sistem, sesuaikan papan sensor tengah minggu yang dapat disesuaikan, sehingga kapasitansi setara di tengah dan sensor akan menghasilkan resonansi pada frekuensi tertentu dan mencapai titik optimal; lalu debug sensitivitas gema sensor transduser pengukur jarak (umumnya melalui resistor yang dapat disesuaikan) ), amati lebar gema penghalang melalui osiloskop hingga nilai yang diperlukan.

3. 
    Batang uji standar digerakkan oleh motor untuk memindahkan jarak deteksi efektif untuk mengamati perubahan lebar gema rintangan. Pada saat yang sama, bel akan melaporkan peringatan suara yang berbeda sesuai dengan jarak yang berbeda. Untuk pengujian sensor ultrasonik tradisional hanya dapat mempertimbangkan apakah fungsi jangkauan sensor, mode pengukuran ini dinilai berdasarkan perubahan material dan permukaan akhir pipa PVC; dan untuk indeks kinerja sensor seperti tekanan suara, sensitivitas penerimaan. Tidak ada deteksi kuantitatif dan penentuan rentang selubung deteksi; dan rentang tersebut diwujudkan berdasarkan pantulan pipa PVC, sehingga mengakibatkan kesalahan besar pada konsistensi parameter produk. Penemuan ini mengusulkan metode deteksi berikut:

   
   1. Setelah menyelesaikan uji fungsi jangkauan sensor, untuk memverifikasi tekanan suara dan jangkauan selubung sensor pencari jangkauan ultrasonik. Sensor dapat terus menerus memancarkan gelombang ultrasonik dalam mode ini; lima mikrofon frekuensi tinggi yang didistribusikan secara spasial ditempatkan di luar jarak horizontal tertentu (30-40 cm) dari sensor pengujian, dan sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh sensor dikumpulkan oleh lima mikrofon frekuensi tinggi untuk dinilai dan dianalisis. Tingkat tekanan suara gelombang ultrasonik dan posisi kalibrasi mikrofon menentukan apakah sudut pancaran sensor (rentang amplop) memenuhi persyaratan indeks.

   
   2. Setelah menyelesaikan pengujian di atas, pengujian indeks sensitivitas penerimaan sensor dilakukan. Sensor memasuki status penerimaan berkelanjutan dalam mode ini, dan mengatur sensor transmisi di luar jarak horizontal tertentu (30 hingga 40 cm). Sensor pemancar memancarkan sinyal ultrasonik yang mengkalibrasi tingkat tekanan suara tertentu (mensimulasikan intensitas sinyal gema yang dipancarkan oleh penghalang), dan sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh sensor pemancar diterima oleh sensor penerima untuk diuji, dan konversi piezoelektrik dan penguatan sinyal dilakukan di dalam sensor. Kemudian sambungkan ke kartu akuisisi untuk analisis data, analisis apakah sensor dapat menerima sinyal gema dalam kondisi sensitivitas, dan uji apakah sensitivitas penerimaan sensor memenuhi persyaratan indeks pengujian.

     
   3. Membuat kotak pelindung untuk menguji cara kerja sensor jarak ultrasonik
   . Bagian dalam kotak dilapisi dengan kapas penyerap suara untuk mencegah gangguan gelombang suara lain selama pengujian. Ada perlengkapan untuk posisi uji sensor di dalam kotak. Ada 5 mikrofon frekuensi tinggi dan satu di bagian bawah kotak. Tentang sensor peluncuran. Mereka digunakan untuk menguji tekanan suara, jangkauan selubung dan sensitivitas gema dari sensor ultrasonik yang akan diuji.

           
   4. Sensor perlu memiliki tiga mode pengujian, yang dapat mewujudkan konversi mode dengan berkomunikasi dengan host.  

                   
   5, mode transmisi berkelanjutan, di mana sensor dapat terus memancarkan gelombang ultrasonik melalui pengujian tanpa penerimaan gema; dalam mode ini, sinyal ultrasonik yang dipancarkan oleh sensor dikumpulkan oleh lima mikrofon frekuensi tinggi untuk menilai tekanan suara gelombang ultrasonik. Tingkat dan posisi kalibrasi mikrofon menentukan apakah sudut pancaran sensor memenuhi persyaratan indeks.