Спосіб обробки сигналу ультразвукового датчика дальності

Перегляди: 22 Автор: Редактор сайту Час публікації: 29.08.2018 Походження: Сайт

Запитуйте

Існує багато методів для Ультразвукові датчики для вимірювання відстані , і найбільш використовуваними з них є Пеллам і Галт у 1946 році. Метод імпульсної луни, запропонований у 1999 році, принцип роботи ультразвукового зонда збуджується імпульсом ультразвукової частоти, щоб випромінювати ультразвукову хвилю назовні, і ультразвукова хвиля, відбита від об’єкта вимірювання, приймається, і ультразвукова хвиля передається на приймаючу луну шляхом виявлення або оцінювання. Період часу, що минув (називається часом діапазону), а потім ультразвуковий зонд і об’єкт вимірювання обчислюються наступним чином, і швидкість поширення звуку, коли змінюється температура e середовища поширення. Це також змінилося. Таким чином, датчик температури вбудований в ультразвуковий далекомір для визначення температури середовища поширення звуку в режимі реального часу, щоб компенсувати вплив температури навколишнього середовища на точність визначення відстані.

Щоб покращити продуктивність ультразвукової системи визначення дальності недостатньо запустити апаратне забезпечення системи. Також необхідно вивчити метод обробки вимірювальної інформації, сумісний з апаратною системою. з цією метою національні та іноземні вчені вивчали багато спеціальних ультразвукових методів визначення дальності або алгоритмів оцінки затримки часу, таких як оцінка змінної амплітуди із замкнутим значенням, метод крос-кореляційної функції, метод аналізу спектральних ліній, метод виявлення фази та адаптивна оцінка затримки часу. У реальному ультразвуковому далекомірі часто застосовуються комбінації різноманітних алгоритмів вимірювання. Звичайно, ці алгоритми тісно пов’язані з акустичними та електричними характеристиками ультразвукового перетворювача.

Ультразвукова система вимірювання дальності використовує найпростіший метод виявлення «перетину нуля», і її робочий процес такий: 1 Коли контролер запускає лічильник годинника, він надсилає імпульсний сигнал ультразвукової частоти з фіксованим часом. Посилання ультразвукових хвиль назовні. 2 Якщо перед датчиком є ціль, відбита ультразвукова хвиля повинна впливати на датчик, щоб створити слабкий електричний сигнал. Після посилення сигналу приймальною ланцюгом він перевищує попередньо встановлену порогову напругу для припинення підрахунку, що призводить до високого рівня вихідного сигналу компаратора. 3 Сигнал високого рівня дозволяє лічильнику ввімкнути строб, а значення в пам’яті дозволяє мікрокомп’ютеру запитувати кінцевий сигнал підрахунку на паралельному вхідному порту та зчитувати годинник, щоб обчислити співвідношення між ціллю та перетворювачем відповідно до рівняння. До речі, добуток тривалості звукової хвилі, що передається перетворювачем, на швидкість звуку є сліпою плямою датчик ультразвукового перетворювача.

Оскільки амплітуда луна-сигналу обернено пропорційна відстані до цілі, чим далі відстань між ціллю та перетворювачем, тим менший вихід ультразвукової приймальної схеми, і тим довший відповідний час діапазону. Тому в ультразвуковій системі дальнометрії є приймальний контур Датчик відстані перетворювача має фіксоване закрите значення або посилення, яке зазвичай не використовується, але приймальна схема має значення, що змінюється в часі, або використовується змінна коефіцієнта посилення. Перше змушує закрите значення експоненціально зменшуватися зі збільшенням часу діапазону, а останнє експоненціально збільшує коефіцієнт посилення приймального контуру зі збільшенням часу діапазону. Поки постійна часу експоненціальної функції налаштована належним чином, забезпечується точне вимірювання відстані до цілі в межах зазначеного діапазону.

Процес вимірювання виглядає наступним чином: спочатку перетворювач пропускає 1016 циклів ультразвукових хвиль високої частоти, а потім передає 4-18 циклів низької частоти. ультразвукові датчики наближення . Для цілей близької відстані, оскільки перетворювач спочатку передає високочастотні ультразвукові хвилі, високочастотна луна першою надходить до приймача; для цілей на великій відстані високочастотна ультразвукова енергія значно послаблюється поглинанням повітря. Хвильовий сигнал має лише низькочастотний ультразвук. Таким чином, відокремлюючи дистанційне визначення дальності від вимірювання дальності на короткій відстані, можна подолати притаманну суперечність між дальністю вимірювання дальності та точністю визначення дальності. Звичайно, двочастотний ультразвуковий метод вимірювання дальності має передумову, що перетворювач повинен мати дві резонансні частоти. Оскільки метод виявлення не може точно визначити час появи фронту відлуння, важко точно оцінити фактичний час діапазону. Запропоновано кілька методів розрахунку для аналізу та виділення межі огинаючої відлуння. У статті подано концепцію методу грубого вимірювання дальності та двох діапазонів: спочатку надішліть ультразвуковий імпульс вимірювання дальності для грубого визначення діапазону та використовуйте мікропроцесор для повернення. Сигнал хвилі аналізується та обробляється, автоматично встановлюється розумне значення амплітуди, а потім передається ще одна серія імпульсів ультразвукового визначення діапазону, і сигнал певної фіксованої позиції переднього краю відлуння фіксується відповідно до попереднього закритого значення, таким чином досягаючи точного мета ранжування.