Cum robotosha telemetru cu ultrasunete

Cum telemetru cu ultrasunete

Metode non-contact pentru măsurarea distanțelor cu ajutorul undelor în intervalul de ultrasunete sunt utilizate pe scară largă în viața noastră de zi cu zi. Ne confruntăm cu ei, ceea ce face ecografie in clinica folosind sonar de pescuit. Senzori de parcare în mașină ne ajută pentru a evita coliziunea, predarea pe spate. Și, bineînțeles, senzorii cu ultrasunete sunt utilizate pe scară largă în robotică pentru a ajuta robotul nostru la o mai bună „simt“ lumea. În principiu, animale sălbatice de locație cu ultrasunete este utilizat, cum ar fi liliecii și delfinii. Astăzi voi spune cum funcționează totul.

Ce este cu ultrasunete

Lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența, deci undele ultrasonice, în comparație cu un sunet convențional au o lungime de undă mai mici. În consecință, undele ultrasonice reflectate de diverse obstacole mult mai bine decât undele sonore obișnuite, ceea ce le face foarte utile în practică.

Piezoelectrice și magnetostricțiunea

Cum puteți obține oscilații în intervalul cu ultrasunete?

Cristale ale unor materiale (cum ar fi cuarțul) sunt capabile de oscilații foarte rapide, atunci când trece prin ele electricitate. Această așa-numita obratnyypezoeffekt. În timpul vibrațiilor, acestea împinge și trage aerul din jurul lor, producând astfel un val de ultrasunete. Dispozitivele care genereaza undele ultrasonice folosind piezoelectrice cunoscute ca traductoare piezoelectrice. cristale piezoelectrice lucra, de asemenea, în ordine inversă, în cazul în care un val de ultrasunete de înmulțire prin aer, fata de cristal piezoelectric și ușor deforma suprafața sa, rezultând cristalul un câmp electric. Deci, dacă vă conectați cristalul piezoelectric la tensiunea metru, avem un detector cu ultrasunete.

Undele ultrasonice pot fi obținute folosind magnetismul în loc de energie electrică. La fel ca și cristale piezoelectrice genera un val de ultrasunete ca răspuns la energia electrică, există alte cristale care emit ultrasunete ca raspuns la magnetism. Acest efect magnistriktsii. Astfel de cristale sunt numite cristale magnetostrictive. Senzorii care le folosesc, sunt numite traductoare magnetostrictive.

În literatura engleză, senzori cu ultrasunete sunt numite senzor de ultrasunete.

Distanța de ultrasunete Measurer

Folosind un traductoare piezoelectrice sau magnetostrictive, putem crea un dispozitiv care măsoară distanța până la obiect - metru distanță cu ultrasunete, care funcționează după cum urmează.

Când vom crea măsurătoarea electrică cu ajutorul generatorului de oscilații este transformată (de exemplu, folosind cristale piezoelectrice) într-un val de ultrasunete este emisă în prostranctvo înconjurătoare. Acest val este reflectat de un obstacol și se întoarce ca un ecou la receptor (puteți utiliza, de asemenea, un cristal piezoelectric). Prin măsurarea timpului între trimiterea și primirea semnalului reflectat nostru, si cunoscand viteza undei de sunet distribuite în mediu (cantitatea de aer este de aproximativ 340 m / s), putem calcula distanța până la obstacol.

Principiul de funcționare gama de căutare cu ultrasunete

restricţii

• creșterea frecvenței (descrește în lungime) radiat valuri poate creste sensibilitatea la obiecte mai mici.
• reflexie parțială sau ca acestea sunt numite ecouri parazite pot denatura rezultatele măsurătorii (cauza poate fi curbată sau înclinată în raport cu direcția suprafeței de emisie a semnalului).

• Măsurătorile de semnal de obiecte sau materiale având o țesătură (lână) izolatoare suprafața poate conduce la măsurători eronate datorită absorbției fonoabsorbant (atenuare). Acasă ori poate deveni un fel de „stealth“ pentru telemetru cu ultrasunete.
• Este mai mic tinta este, cu atât mai puțin are o suprafață de reflexie. Aceasta are ca rezultat un semnal slab reflectat.

Reflexia de la un obiect mic conduce la un semnal slab

• La umiditate ridicată (ploaie, zăpadă), semnalul poate, de asemenea, reflectat parțial de picături (fulgi de zăpadă), ceea ce conduce la semnalul ecou parazit.
• Vânturile puternice pot afecta propagarea undelor (literalmente „sufla off“), ceea ce conduce, de asemenea, la o eroare de măsurare.

Cunoscând limitele naturii fizice a ultrasunetelor poate fi rezolvată se potrivește acest tip de telemetrului pentru aplicația sau nu.

Cum apreciați această publicație? (11 voturi, media: 4.64 din 5)

Mai multe despre acest subiect

Vă mulțumim pentru blogul tău) lucruri care, în principiu, pot fi găsite în locuri diferite aici descrise cu punctele de vedere necesare, și de obicei furnizează informații complete, în contrast cu alte resurse non-specializate, în cazul în care informația este fie prea generale sau prea plin și excesivă).

Despre metodele fără contact de măsurare a unor cantități variate (telemetre, în special, se referă la instrumentele de măsurare ale o distanță liniară fără contact) voi scrie cu siguranta. În general, dacă se poate, ceva pentru a respinge, apoi să ia ceva reflectat și se măsoară unii parametri, atunci acesta va fi procesul de fundația pe care sunt construite toate telemetrele. Aceste dispozitive funcționează în benzi diferite:, ultrasunete, frecvență radio în infraroșu și cel mai înalt interval de unde electromagnetice au fost de lucru telemetre cu laser. stație radar (RS) în aviație, în activitatea de transport a apei în gama de frecvențe radio, precum și radarele inspectori STSI. Cu cât frecvența la care funcționează dispozitivul, cu atât mai mare potențial acuratețea și telemetre cu ultrasunete sunt cele mai puțin precise, dispozitivele cele mai exacte folosesc lasere. există condiții pentru fiecare lungime de undă, pentru care este extinde mai bine sau mai rău - aceste proprietăți ale undelor și definește principalele caracteristici ale tipurilor diferite de telemetrie. Ei bine, este într-o coajă de nucă)) voi descrie în publicațiile sale ulterioare diferite tipuri de telemetri și descriu condițiile pentru aplicabilitatea lor optimă și mulți vor încerca să-ți spun cât mai aproape posibil de a practica exemple de dispozitive specifice și punerea lor în aplicare.

Voi încerca să scrie articole interesante și utile)) Vă mulțumim pentru feedback-ul - este important pentru mine.