cyfrowy pojedynczy impuls ultradźwiękowego przetwornika odległości

System eksperymentów z ultradźwiękowym ustalaniem odległości składa się z komputera PC, płyty zbierającej i sterującej danymi, przetwornika ultradźwiękowego i jego obwodu nadawczo-odbiorczego. W tym systemie przeprowadza się ultradźwiękowy eksperyment dotyczący pomiaru odległości odpowiedni dla niskiej częstotliwości próbkowania. Eksperymenty pokazują, że proponowany algorytm ustalania odległości można zrealizować za pomocą zwykłego jednoukładowego systemu mikrokomputerowego, tworząc dalmierz ultradźwiękowy o dużym zasięgu i charakteryzujący się wysoką wydajnością kosztową.

Zakres korelacji cyfrowej pojedynczego impulsu

W systemie przydatną informacją jest obwiednia ultradźwięków odbierających i transmitujących sygnały. Ponieważ charakterystyka odpowiedzi częstotliwościowej czujnik ultradźwiękowy zbiornika paliwa ma pewien wpływ na widmo sygnału obwiedni, które nie jest zbyt duże. Zgodnie z twierdzeniem o próbkowaniu Shannona, jeśli częstotliwość próbkowania jest większa niż dwukrotność sygnału pasma przepustowego przetwornika, można odtworzyć obwiednię sygnału pierwotnego. Dla przetworników niekombinowanych szerokość pasma wynosi około 4 kHz, a częstotliwość próbkowania powinna być wyższa niż 8 kHz; dla przetworników kombinowanych pasmo nadawcze wynosi 4 kHz, a odbiorcze 7 kHz, a częstotliwość próbkowania powinna być wyższa niż 14 kHz. Oczywiście im wyższa częstotliwość próbkowania, tym większa rozdzielczość osi czasu i większa dokładność wyznaczania odległości, ale odpowiednio zwiększa się ilość przetwarzanych danych. Dlatego konieczne jest zastosowanie odpowiedniego przetwornika ultradźwiękowego, który wyemituje do dachu (celu) zestaw czasów trwania około 2,7 ms, w zależności od rzeczywistych potrzeb (odpowiednia martwa strefa wynosi 0,459 m, a przetwornik przepływomierza ultradźwiękowego odbiera wielokrotnie. Sygnał falowy, sygnał zakłócający i sygnał małego echa 5 są „zanurzane” po odpowiednim przetworzeniu. Obliczenia przeprowadza się według algorytmu opisanego powyżej.

Eksperymenty pokazują, że gdy względne położenie samochodu i ultradźwiękowy czujnik pomiaru odległości wynosi 15-20 m, czujnik może wykryć sygnał echa odbity od celu. Podczas pomiaru prędkość pojazdu jest kontrolowana w zakresie 20-50km/h; odległość między wózkami mierzy się dwukrotnie z rzędu, a odstęp czasu pomiędzy dwoma pomiarami dzieli się w celu obliczenia prędkości jazdy pojazdu. Głównym celem pomiaru prędkości jest sprawdzenie, czy ultradźwiękowy system pomiaru odległości ma funkcję wykrywania ruchomych celów, zamiast kalibrować system pomiaru odległości, tak aby prędkość ekstremalna nie była wykorzystywana do testów. W rzeczywistości, aby dokładnie zmierzyć prędkość, przetwornik ultradźwiękowy musi zostać zamontowany na platformie ruchu, aby przeprowadzić eksperyment pomiarowy na nieruchomym celu. szybszy samochód ma większy błąd pomiaru prędkości. Głównym powodem jest to, że czas potrzebny algorytmowi ustalania odległości jest zbyt długi, rozdzielczość prędkościomierza pojazdu nie jest wysoka, a dane z tabeli ręcznego odczytu nie są dokładne. Dlatego konieczne jest opracowanie urządzeń eksperymentalnych nadających się do badania celów ruchomych i zbadanie odpowiadających im algorytmów szybkiego zasięgu.