Разработка ультразвукового дальномера

При разработке ультразвукового парковочного дальномера (УЗД) необходимо выполнить следующие условия:

- детектируемое расстояние от 0.25м до 2м;

- минимальная погрешность измерения дистанции;

- питающее напряжение от 10В до 15В;

- невосприимчивость к перепадам питающего напряжения;

В основе разрабатываемого УЗД лежат принципы импульсной радиолокации. Расстояние будет высчитываться по времени запаздывания излученного импульса.

Наиболее предпочтительный вид излучения для выполнения поставленной задачи – излучение УЗ диапазона. Скорость распространения УЗ излучения в воздухе ≈330 м/с, данное свойство определяет преимущество УЗ излучения при детектировании малых расстояний. Важная особенность УЗ излучения — возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, так как при данной амплитуде плотность потока энергии пропорциональна квадрату частоты.

Принципы заложенные в основу функционирования УЗД заимствованы из радиолокационной техники. Однако, использование радиоизлучения в данной задаче неэффективно, т.к. данный вид излучения распространяется со скоростью света, что затрудняет детектирование малых расстояний. Также в связи с этим обстоятельством невозможно использовать электромагнитное излучение светового диапазона. Для излучения данного диапазона важна достаточная оптическая проницаемость среды, что не всегда достижимо.

В качестве передатчика и приемника УЗ излучения необходимо использовать сенсоры на основе пьезоэлектрической керамики, т.к. данные сенсоры обеспечивают высокое звуковое давление, высокую чувствительность при минимальных габаритах. Условие высокого звукового давление и чувствительности весьма важно, вследствие значительного затухания УЗ волн при распространении в воздухе, а также при отражении от препятствий. Данные источники УЗ имеют широкий диапазон рабочих температур и практически невосприимчивы к механическим ударным нагрузкам, что немаловажно, т.к предполагается их эксплуатация в сложных условиях перепадов температур и постоянной вибрации.

Максимальная детектируемая дистанция до препятствия обусловлена затуханием УЗ волн в воздухе, УЗ волна проходит путь до препятствия и обратно, т.е. вдвое больше, чем детектируемое расстояние. Погрешность измерения дистанции равна 2м/10=0.2м, что также накладывает ограничение на минимальное детектируемое расстояние.

Информация по теме:

Техника безопасности при организации рабочего места
ТО и ТР необходимо выполнять в специально предназначенных для этой цели местах (постах) с применением устройств, приспособлений, оборудования и слесарно-монтажного инструмента, предусмотренных для конкретного вида работы. Слесарно-монтажные инструменты, применяемые на постах ТО и ТР, должны быть ис ...

Определение водоизмещения и дедвейта судна
Производится уточнение водоизмещения и дедвейта судна по вариантам. Сквозной пример расчета приводится в пояснительной записке по одной грузоподъемности 16767 т и одной скорости V=14. Остальные расчеты сводятся в таблицы. Водоизмещение во втором приближении определяется из выражения: = Рк + Рм + Рз ...

Описание работы КСАУ-Д «Bosch M7.9.7» Е-3 автомобиля ВАЗ-1118 по структурной схеме
Структурная схема ЭСАУ-Д представлена в приложении А. На двигателе ВАЗ-1118 применена система распределенного фазированного впрыска: топливо подается форсунками в каждый цилиндр поочередно в соответствии с порядком работы двигателя. Электронная система управления двигателем состоит из контроллера, ...