Nieuws

Je bent hier: Thuis / Nieuws / Informatie over ultrasone transducers / Signaalverwerkingsmethode voor ultrasone afstandssensor

Signaalverwerkingsmethode voor ultrasone afstandssensor

Bekeken: 22 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 29-08-2018 Herkomst: Locatie

Informeer

Er zijn veel methoden voor ultrasone sensoren voor het meten van afstanden , en de meest gebruikte zijn Pellam en Galt in 1946. De puls-echomethode die in het jaar werd voorgesteld, het werkingsprincipe van de ultrasone sonde wordt opgewonden door de ultrasone frequentiepuls om de ultrasone golf naar buiten uit te stralen, en de ultrasone golf gereflecteerd door het meetobject wordt ontvangen en de ultrasone golf wordt doorgestuurd naar de ontvangende echo door te detecteren of te schatten. De verstreken tijd (de bereiktijd genoemd), en vervolgens worden de ultrasone sonde en het meetobject als volgt berekend, en de snelheid van de geluidsvoortplanting wanneer de temperatuur e van het voortplantingsmedium verandert. Het veranderde ook. Daarom is er in de ultrasone afstandsmeter een temperatuursonde ingebouwd om de temperatuur van het geluidsvoortplantingsmedium in realtime te detecteren om de invloed van de omgevingstemperatuur op de afstandsnauwkeurigheid te compenseren.

Om de prestaties van de ultrasoon bereiksysteem , het is niet voldoende om de hardware van het systeem te starten. Het is ook noodzakelijk om de meetinformatieverwerkingsmethode te bestuderen die compatibel is met het hardwaresysteem. daartoe hebben nationale en buitenlandse wetenschappers vele speciale ultrasone afstandsmethoden of tijdvertragingsschattingsalgoritmen bestudeerd, zoals schatting van de variabele amplitude met gesloten waarde, kruiscorrelatiefunctiemethode, spectraallijnanalysemethode, fasedetectiemethode en adaptieve tijdvertragingsschatting. In de eigenlijke ultrasone afstandsmeter worden vaak verschillende meetalgoritmen in de combinatie toegepast. Uiteraard hangen deze algoritmen nauw samen met de akoestische en elektrische kenmerken van de ultrasone transducer.

Het ultrasone bereiksysteem maakt gebruik van de eenvoudigste 'nuldoorgang'-detectiemethode en het werkproces is als volgt: 1 Wanneer de controller de klokteller start, zendt deze een ultrasoon frequentiepulssignaal met een vaste tijd uit. Ultrasone golven naar buiten sturen. 2 Als er zich een doel vóór de transducer bevindt, moet de gereflecteerde ultrasone golf op de transducer inwerken om een zwak elektrisch signaal te genereren. Nadat het signaal door het ontvangstcircuit is versterkt, is het groter dan de vooraf ingestelde drempelspanning om het tellen te beëindigen, waardoor het uitgangssignaal van de comparator hoog wordt. 3 Dankzij het signaal op hoog niveau kan de teller de poort inschakelen, en dankzij de waarde in het geheugen kan de microcomputer het eindtelsignaal op de parallelle ingangspoort opvragen en de klok lezen om de relatie tussen het doel en de transducer te berekenen volgens de vergelijking. Overigens is het product van de duur van de door de transducer uitgezonden geluidsgolf en de geluidssnelheid de dode hoek van de geluidsgolf ultrasone transducersensor.

Omdat de amplitude van het echosignaal omgekeerd evenredig is met de afstand van het doel, geldt dat hoe groter de afstand tussen het doel en de transducer is, hoe kleiner de uitvoer van het ultrasone ontvangstcircuit is, en hoe langer de overeenkomstige bereiktijd is. Daarom is er in het ultrasone bereiksysteem een ontvangstcircuit De afstandssensor van de transducer heeft een vaste gesloten waarde of een versterking die doorgaans niet wordt gebruikt, maar een ontvangstcircuit heeft een in de tijd variabele waarde of er wordt een variabele in de tijd gebruikt. De eerste zorgt ervoor dat de gesloten waarde exponentieel afneemt met de verlenging van de bereiktijd, en de laatste verhoogt de versterkingsfactor van het ontvangstcircuit exponentieel met de verlenging van de bereiktijd. Zolang de tijdconstante van de exponentiële functie correct is aangepast, wordt ervoor gezorgd dat de afstand van het doel nauwkeurig wordt gemeten binnen het gespecificeerde bereik.

Het meetproces is als volgt: eerst zendt de transducer 1016 cycli hoogfrequente ultrasone golven uit en vervolgens 4-18 cycli laagfrequente golven. ultrasone naderingssensoren . Voor doelen op korte afstand arriveert de hoogfrequente echo eerst bij de ontvanger, omdat de transducer eerst hoogfrequente ultrasone golven uitzendt; voor langeafstandsdoelen wordt de hoogfrequente ultrasone energie sterk verzwakt door de luchtabsorptie. Het golfsignaal heeft alleen laagfrequente echografie. Op deze manier kan, door het afstandsbereik te scheiden van het korte afstandsbereik, de inherente tegenstrijdigheid tussen het afstandsbereik en de afstandsnauwkeurigheid worden overwonnen. Uiteraard heeft de ultrasone bereikmethode met dubbele frequentie het uitgangspunt dat de transducer twee resonantiefrequenties moet hebben. Omdat de detectiemethode de tijdstip waarop het echofront optreedt niet nauwkeurig kan bepalen, is het moeilijk om de werkelijke bereiktijd nauwkeurig te schatten. Er worden verschillende berekeningsmethoden voorgesteld voor het analyseren en extraheren van de grens van de echo-omhullende. Het artikel geeft het concept van een grove en twee bereiksmethode: stuur eerst een ultrasone afstandspuls voor grof bereik, en gebruik een microprocessor om het golfsignaal te ondersteunen. Het golfsignaal wordt geanalyseerd en verwerkt, en een redelijke amplitudewaarde wordt automatisch ingesteld, en vervolgens wordt een andere reeks ultrasone afstandspulsen verzonden, en het signaal van een bepaalde vaste positie van de voorkant van de echo wordt opgevangen volgens de eerder gesloten waarde, waardoor een nauwkeurig doel van bereik wordt bereikt.