Метод анализа и коррекции датчика ультразвукового диапазона

1. Влияние скорости ультразвукового распространения на рейтинг

Стабильная и точная скорость ультразвукового распространения является необходимым условием для обеспечения точности измерения. Скорость распространения волны зависит от характеристик среды распространения. Температура, давление и плотность среды распространения будут оказывать прямое влияние на скорость звука. Для измерения расстояния основной причиной изменения скорости звука является изменение температуры среды, которая является одним из основных источников ошибок вДатчик измерения ультразвукового расстоянияАнкет Следовательно, в процессе рейтинга ультразвуковая скорость должна быть исправлена. Связь между скоростью ультразвукового распространения в воздухе и температурой может быть выражена как C = 331,4 × 1+T/273U33114+01607T (м/с), где t - температура окружающей среды. Следовательно, использование ультразвуковой скорости 341 м/с при нормальной температуре для расчета расстояния ультразвукового диапазона в различных температурных средах имеет большую ошибку. Чтобы повысить точность измерения расстояния, необходимо выполнить температурную компенсацию на ультразвуковой скорости, а также использование датчиков температуры и других устройств измерения температуры для измерения значения температуры среды, тем самым получая ультразвуковую скорость в окружающей среде. Также можно использовать комбинацию предварительной установки скорости звука и компенсации температуры для исправления скорости звука, что более эффективно уменьшит ошибку, вызванную изменением температуры.

2. Факторы, влияющие на определение времени эха и методов для уменьшения ошибок

В процессе измерения, чтобы предотвратить помехи других сигналов и повысить надежность измерения, когда один чип компьютер начинает считать, ультразвуковой датчик часто передает импульсную поезд, состоящую из нескольких квадратных волн (например, 5- 9 импульсов как поезда) в качестве измерения. Если пороговое напряжение компаратора в приемной цепиизмерение расстояния ультразвукового преобразователяОпределенное значение, из-за влияния пыли и других веществ, фактическое измерение не обязательно должно быть триггером первого эха. Благодаря наблюдению и анализу ультразвукового получения эха обнаружено, что после того, как полученное эхо обнаруживается конвертом, передняя часть кривой оболочки представляет собой экспоненциально повышающую В третьем волна составляет приблизительно 75% от пика. Следовательно, схема приемной часто разработана для того, чтобы прекратить подсчет, когда принимается третье эхо. Следовательно, конечное измеренное время составляет 3 импульса длиннее фактического расстояния, соответствующего времени отправки, что вызывает ошибку измерения времени эха t.

Чтобы повысить точность времени, необходимо точно определить время прибытияУльтразвуковой датчик датчикаАнкет Один компаратор с фиксированным порогом используется для обнаружения эхо. Из -за ослабления поглощения и диффузионной потери звуковой волны во время передачи интенсивность звука в экспоненциальном виде распадается с увеличением расстояния цели. В пределах диапазона расстояние между ближайшей мишенью и самой дальней целью. Большая разница в амплитуде эхо может привести к тому, что время пересечения порога движется вперед и назад, что влияет на точность времени.

Метод для решения этой проблемы: метод один состоит в том, чтобы использовать схему формирования с двойным колпаком, которая может более точно определить время прибытия фронта Echo. Как показано на рисунке 2, VM является пиковым напряжением, пусть V1 является пороговым напряжением компаратора 1, V2 - пороговое напряжение компаратора 2 (где (v2> v1 его значение устанавливается экспериментом), когда ультразвуковой датчик испускает ультразвуковое. Когда таймер T1 и T0 однохип-микрокомпьютер начинают время, когда компаратор 1 переполняется, T0 останавливает время. T1 останавливает время.

Второй метод состоит в том, чтобы последовательно подключить цепь автоматического управления усилением (AGC) в схеме принимающей Echo, чтобы во время принятия усиливающейся схемы коэффициент усиления напряжения увеличивается в геометрической прогрессии с увеличением расстояния измерения, чтобы компенсировать поглощение Затухание и потеря диффузии сохраняют амплитуду полученной константы Echo или только изменения в небольшом диапазоне для удовлетворения требований схемы формирования, а затем вывод через цепь формирования, что может значительно повысить точность диапазона. Конечно, поскольку схема AGC (включая сам усилитель) имеет отставание в ответе на шаг сигнала, мгновенное отслеживание может быть не очень хорошим, а сигнал эха просто взрывоопасен, поэтому есть определенная ошибка, но это незначительно.

Третий метод состоит в том, чтобы разработать схему, которая постепенно уменьшает пороговое напряжение с течением времени во время измерения, и генерирует пороговый сигнал, который увеличивается в любое время и уменьшается в геометрической прогрессии и добавляется к компаратору. Это компенсирует возврат, вызванную увеличением расстояния измерения. Амплитуда волны уменьшается для повышения точности и повторяемости измерения. Использование программируемых усилителей и цифровых потенциометров и других устройств, благодаря комбинации программного обеспечения и оборудования, можно разработать различные схемы. Также можно объединить оперативный усилитель и трубку с эффектом полевого поля для формирования контролируемого усилителя. Трубка эффекта полевого эффекта используется в качестве резистора, контролируемого напряжением для образования петли регуляции обратной связи. Но проверка этой схемы не так хороша, как вышеупомянутая цифровая схема.

3. Влияние угла падения ультразвукового луча на цель обнаружения на дальностороннюю дату. Если система используется для измерения расстояния между поверхностью и точкой, когда угла падения ультразвуковой волны (или угол угла Отраженная волна, инцидентная на приемном преобразователе), составляет менее 90b, расстояние, измеренное системой, представляет собой измеренную точку (объект) и датчик. Вместо вертикального расстояния D между плоскостью измерения и измерительным объектом, это вызовет ошибки измерения. Способ решить эту проблему состоит в том, чтобы использовать соответствующие знания треугольников для расчета и правильного.

4. Мертвая зона

Во время измерения расстояниявысокочастотный ультразвуковой датчикИспользует серию ультразвуковых волн в качестве носителя измерения в течение определенного периода времени, поэтому прием может быть запущен только после завершения передачи. Установите время отправки луча на T, затем сигнал, отраженный от объекта в течение T, не может быть зафиксирован. Кроме того, ультразвуковой датчик имеет определенную инерцию, то есть существует процесс от принудительной вибрации до сбалансированной вибрации до демпфированной вибрации. Следовательно, после завершения вибрации будет определенная вибрация. Это после вибрации также генерирует сигнал напряжения через преобразователь. Сигнал накладывается на сигнал Echo, так что схема не может идентифицировать истинное эхо, которое нарушает работу системы по захвату сигнала возврата. Следовательно, система не может быть активирована для регистрации эхо -приема до исчезновения вибрации. Вышеуказанные две причины приводят к тому, что ультразвуковой датчик имеет определенный диапазон измерений, то есть существует так называемая слепая зона.

Кроме того, существует множество других причин ошибок измерения, таких как операция команды занимает определенное количество времени, что делает измеренные данные слишком большими, стабильность и точность частоты импульса времени и другие материалы в поле Окружающая среда.