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:

Определение накладных расходов
В данной работе накладные расходы берем в процентном соотношении к общей сумме затрат. Примем накладные расходы в размере 20% от затрат. НР = ∑З × 20% / 80% 1) ∑З = 855392,9 НР = 855392,9 * 0,2 / 0,8 = 213848,2 руб. 2) ∑З = 750523 НР = 750523 * 0,2 / 0,8 = 187630,7 руб. 3) & ...

Строительство трубопроводов в ледовых условиях
Шельф группы морей нашей страны находится в Арктике с исключительно суровыми климатическими и ледовыми усилиями. Продолжительность ледового периода составляет 6 мес и более, а в некоторых районах целый год. Аналогичные условия характерны для дальневосточных морей. Опыт строительства морских трубопр ...

Назначение авторегулятора
Все грузовые вагоны, построенные с 1974 г. оборудованы автоматическими регуляторами одностороннего действия № 574Б (рис.1), предназначенными для стягивания рычажной передачи и компенсации износа тормозных колодок. Применение регуляторов позволяет устранить ручную регулировку рычажных передач и подд ...