Ştiri

Sunteți aici: Acasă / Ştiri / Informații despre traductorul cu ultrasunete / Eroare și precauții ale senzorului de distanță ultrasonic

Eroare și precauții ale senzorului de distanță ultrasonic

Vizualizări: 7 Autor: Editor site Ora publicării: 2018-09-21 Origine: Site

Întreba

În industrie, aplicația tipică a traductoarelor de distanță cu ultrasunete sunt testarea nedistructivă a metalelor și măsurarea grosimii cu ultrasunete. În trecut, multe tehnologii au fost împiedicate de incapacitatea de a detecta interiorul obiectelor, iar apariția tehnologiei de detectare cu ultrasunete a schimbat această situație. Desigur, mai mulți senzori ultrasonici sunt montați fix pe diferitele dispozitive pentru a capta semnalele de care oamenii au nevoie. În aplicațiile viitoare, ultrasunetele vor fi combinate cu tehnologia informației și noile tehnologii ale materialelor și vor apărea senzori ultrasonici mai inteligenți și foarte sensibili.

Telecomanda cu ultrasunete poate controla aparatele electrocasnice și iluminatul. Senzor ultrasonic mic (Φ12-Φ16), frecvența de lucru este de 40KHZ, distanța telecomenzii este de aproximativ 10 metri. Transmisia de la distanță, acesta este un oscilator compus din circuit de bază de timp 555, pentru a regla potențiometrul de 10K, făcând ca senzorul de frecvență de oscilație 40KHZ să fie conectat la al treilea picior, atunci când butonul este apăsat, unda ultrasonică este trimisă și circuitul este primit. Sursa de alimentare este redusă cu 220V, rectificată, filtrată și reglată pentru a obține o tensiune de funcționare de 12V. Deoarece este o sursă de alimentare neizolată, întregul circuit ar trebui să fie ambalat în carcasă de plastic pentru a preveni șocurile electrice (atenție și la depanare). Semnalul este primit de receptorul ultrasonic și amplificat de Q1 și Q2 (tancurile rezonante L și C sunt reglate la 40 kHz). Semnalul amplificat declanșează un circuit bistabil compus din Q3 și Q4, iar Q5 și LED-urile sunt folosite ca izolație de declanșare și pot fi iluminate. Deoarece starea bistabilă este aleatorie la pornire, se adaugă un buton de ștergere.

Semnalul de declanșare al ieșirii Q5 pornește triacul și sarcina este pornită. Pentru a încărca un circuit deschis, apăsați o dată butonul de trimitere. Indicarea nivelului de lichid și controler. Deoarece unda ultrasonică are o anumită atenuare în aer, semnalul traductorului senzorului de distanță ultrasonic trimis la suprafața lichidului și reflectat înapoi de la suprafața lichidului este legat de nivelul lichidului. Cu cât nivelul lichidului este mai ridicat, cu atât semnalul este mai mare; cu atât este mai scăzut nivelul lichidului. Semnalul este mic. Semnalul recepționat este amplificat de BG1 și BG2 și rectificat în tensiune DC de D1 și D2. Când tensiunea este de 4,7 KΩ, care depășește tensiunea de pornire a BG3, un curent trece prin BG3, iar ampermetrul indică faptul că curentul este legat de nivelul lichidului. Când nivelul lichidului este mai mic decât valoarea setată, ieșirea comparatorului este scăzută. BG nu conduce. Dacă nivelul lichidului crește la poziția specificată, comparatorul se întoarce și emite un nivel ridicat. BG este pornit, J este aspirat, iar comutatorul de perfuzie poate fi oprit de o supapă solenoidală pentru a atinge scopul de control.

Testul de nivel al lichidului este principiul de bază al măsurării cu ultrasunete a nivelului lichidului: semnalul de impuls ultrasonic emis de senzorul de măsurare a distanței cu ultrasunete se propagă în gaz, care este reflectat după interfața dintre aer și lichid și primește semnalul de ecou după recepționarea semnalului de eco. Timp, puteți converti distanța sau nivelul lichidului. Metodele de măsurare cu ultrasunete au multe avantaje de neegalat de alte metode: (1) fără componente mecanice de transmisie, nici cu lichidul de testat, este o măsurătoare fără contact, care nu se teme de interferențe electromagnetice și lichide puternic corozive, cum ar fi acid și alcali, deci performanță Stabil, fiabilitate ridicată și viață lungă; (2) Timpul său scurt de răspuns facilitează realizarea măsurătorilor în timp real fără histerezis.

Senzorul traductorului de măsurare a distanței este utilizat în funcționarea sistemului la o frecvență de aproximativ 40 kHz. Impulsul ultrasonic este emis de senzorul de transmisie, iar suprafața lichidului este reflectată și returnată la senzorul de recepție pentru a măsura timpul în care impulsul ultrasonic trebuie transmis de la receptor la receptor. În funcție de viteza sunetului în mediu, se poate obține distanța de la senzor la suprafața lichidului. Pentru a determina nivelul lichidului. Ținând cont de influența temperaturii ambientale asupra vitezei de propagare cu ultrasunete, viteza de propagare este corectă prin metoda de compensare a temperaturii pentru a îmbunătăți acuratețea măsurării. Formula de calcul este: V=331,5+0,607T .Unde: V este viteza de propagare a undei ultrasonice în aer; T este temperatura ambiantă.S=V ×t/2=V×(t1-t0)/2 Unde: S este distanța de măsurare; t este diferența de timp dintre transmiterea impulsului ultrasonic și primirea ecoului acestuia; t1 este timpul de recepție a ecoului ultrasonic; t0 este timpul de transmitere a impulsului ultrasonic. Folosind funcția de captare a MCU, este convenabil să măsurați timpul t0 și timpul t1. Conform formulei de mai sus, distanța de măsurare S poate fi obținută prin programare software. Deoarece MCU al sistemului selectează un procesor de semnal mixt cu caracteristici SOC și integrează un senzor de temperatură în acesta, compensarea temperaturii senzorului poate fi realizată în mod convenabil prin utilizarea unui software.

Precauții:

1: Pentru a asigura fiabilitatea și durata de viață lungă, care nu utilizați senzorul în aer liber sau peste temperatura nominală.
2: Deoarece senzorul cu ultrasunete folosește aer ca mediu de transmisie, reflexia și refracția la limită pot cauza defecțiuni atunci când temperatura locală este diferită, iar distanța de detectare se poate modifica și atunci când vântul este suflat. Prin urmare, senzorii nu trebuie folosiți lângă dispozitive precum ventilatoare forțate.
3: Jeturile ejectate din duzele de aer au frecvențe multiple și, prin urmare, afectează senzorul și nu trebuie utilizate în apropierea senzorului.
4: Picăturile de apă de pe suprafața senzorului scurtează distanța de detectare.
5: Materiale precum pulberea fină și firele de bumbac nu pot fi detectate atunci când absoarbe sunetul (senzor reflectorizant).
6: Senzorii nu pot fi utilizați în zonele cu vid sau în zonele rezistente la explozie.
7: Nu utilizați senzorul în zone cu abur; atmosfera din această zonă este neuniformă, ceea ce va produce un gradient de temperatură care va cauza erori de măsurare.

Problema de expunere:

Aplicarea funcționării senzorului ultrasonic de distanță este simplă, convenabilă și cu costuri reduse. Cu toate acestea, senzorii cu ultrasunete actuali au unele dezavantaje, cum ar fi probleme de reflexie, zgomot și probleme de încrucișare. Problema cu reflexia este că, dacă obiectul detectat este întotdeauna în unghiul corect, senzorul cu ultrasunete va obține unghiul corect. Dar, din păcate, în utilizarea efectivă, puține obiecte de detectare pot fi detectate corect.

Material și principiul de funcționare al senzorului de distanță cu ultrasunete

Pot exista mai multe erori la traductor:

1.Eroare triunghiulară
Când obiectul de măsurat este la un unghi față de senzor, distanța de detectare și distanța reală au o eroare triunghiulară.

2. Reflexia speculară
Această problemă este aceeași cu reflexia luminii în fizica înaltă. La un anumit unghi, undele sonore emise sunt reflectate specular de obiectul neted, astfel încât ecoul nu poate fi generat și nu poate fi produsă citirea distanței. În acest moment, senzorul ultrasonic va ignora existența acestui obiect.

3. Reflexii multiple
Acest fenomen este frecvent la detectarea colțurilor sau a obiectelor cu structură similară. Unda sonoră este recepționată de senzor după mai multe recuperări, astfel încât valoarea reală de detectare nu este valoarea reală a distanței. Aceste probleme pot fi rezolvate prin utilizarea mai multor bobine cu ultrasunete dispuse în unghi. Prin detectarea valorii de întoarcere a mai multor unde ultrasonice, este utilizat pentru a elimina citirea corectă.

4. Zgomot
Deși majoritatea traductoarelor ultrasonice de măsurare a distanței operează frecvențe de 40-45 Khz, acestea sunt mult mai mari decât frecvențele pe care oamenii le pot auzi. Cu toate acestea, mediul înconjurător produce, de asemenea, zgomot de frecvență similară. De exemplu, motorul generează o anumită frecvență înaltă în timpul procesului de rotație, zgomotele de înaltă frecvență generate de frecarea roții pe terenul dur, este vibrația robotului în sine și chiar și atunci când există mai mulți roboți, undele sonore sunt emise de alți senzori ultrasonici robot. Acestea vor face ca senzorul să primească un semnal eronat. Această problemă poate fi rezolvată prin codificarea undelor ultrasonice transmise, cum ar fi transmiterea unui set de unde sonore de lungimi diferite și calcularea distanței numai atunci când sonda detectează aceeași undă sonoră combinată. Acest lucru poate evita în mod eficient citirea greșită cauzată de zgomotul ambiental.
5. Problemă încrucișată
Problema încrucișării este cauzată atunci când o multitudine de senzori ultrasonici sunt montați pe robot într-un unghi. Undele sonore emise de ultrasunetul X sunt reflectate specular și obținute de senzorii Z și Y. În acest moment, Z și Y calculează valoarea distanței pe baza acestui semnal, astfel încât să nu poată fi obținută măsurarea corectă. Soluția este codificarea semnalului de la fiecare senzor. Lăsați fiecare senzor ultrasonic să asculte doar propria sa voce.