Ultraschall - Entfernunsmessung mit Ultraschall Interface aus RN

[RoboHolIC]

Einspruch, Euer Ehren!
Was ich an Datenblättern über US-Kapseln bisher gesehen habe, waren keine Mikrofone im engeren Sinne sondern schmalbandige Detektoren. Schließlich macht die Schmalbandigkeit auch Sinn, damit der Sensor sich nicht bei jedem Klirren irgendeines Blechs, Glases, PWM-fiependen Motors etc. gleich angesprochen fühlt und ein Signal erzeugt. Sowohl Sender als auch Empfänger machen Einschwingvorgänge durch, die die Zeitauflösung von Laufzeitmessungen auf ein Mehrfaches der Periodendauer der Arbeitsfrequenz begrenzen.

[Thegon]

Hallo,
kommt ja ganz shön was zusammen, wenn man mal kurz nicht hin schaut

Zu den Zeiten, die entstehen, wenn Filter bzw. der Empfangswandler anschwingen müssen:

Ich hatte eigentlich vor, die entgültige umrechnung der Timeroverflows in eine echte Entfernung (in cm) nicht aus der Schallgeschwindigkeit oder so zu berechnen, sondern das ganze rein zu Kalibrieren. Also messungen in entfernungen wie 25cm; 50cm; 1m; 1,5m usw. durchzuführen und so erst einmal alle fixen Reaktionszeiten, (Filteranschwingzeit, Anschwingzeit der US - Kapseln [obwohl mir das auch neu wäre] und noch verzögerungen innerhalb des AVR, falls solche auftreten) auf einmal wegzusubtahieren. Dann ausrechnen, wie oft der Timer pro cm entfernung tickt und den Ausgabewert der messung (Timerticks) durch diesen Wert dividieren.
Alle diese Messungen natürlich oft durchfürhren, um auf einen guten Durchschnitt zu kommen.

Ich denke, das wird genauer als dass ich die Entfernung durch die Schallgeschwindigkeit berechne, auch weil der AVR villeicht nicht ganz so genau (im bezug auf die wahre Echtzeit) ist, könnte nich mir vorstellen.

Die Methode von radbruch würde sicher funktionieren, ich werde sie auch einmal ausprobieren, wenn das IF einmal will, aber irgentwie sagt mir der timer da doch mehr zu, ob nun 8 oder 16 Bit.

Das Oszi hat sich seit dem letzten mal überhaupt nicht mehr anschalten lassen, ich fürchte, es ist seinem Lebensende nah...
Aber ich schätze, dass ich spätestens am Wochenende einmal die Eingansverstärkung duchmessen kann, villeicht auch schon früher, sicher bin ich aber nicht.

Mfg Thegon

[Richard]

Ich hatte eigentlich vor, die entgültige umrechnung der Timeroverflows in eine echte Entfernung (in cm) nicht aus der Schallgeschwindigkeit oder so zu berechnen, sondern das ganze rein zu Kalibrieren. Also messungen in entfernungen wie 25cm; 50cm; 1m; 1,5m usw. durchzuführen und so erst einmal alle fixen Reaktionszeiten,

Ja und dann ändert sich der Luftdruck/Temperatur und alles stimmt nicht mehr. Millimeter genau wird das eh nie über US.

Gruß Richard

[Thegon]

Mit wieviel abweichtung ist denn bei einer großen Luftdruck / Temperaturänderung zu rechnen ?, also alles unter "Haushaltsüblichen" bedingungen.
Mehr als 2cm? Dann sollte ich beginnen, mir gedanken darüber zu machen.

Mfg Thegon

[Manf]

Kurz gesagt ist die Laufzeit nicht vom Druck aber von der Temperatur abhängig mit ca. 1% pro 5°C. Bei 2m Abstand sind das 2cm Abweichung bei 5°C Temeperaturänderung.

Ein Weiterer Einfluß ist die Abhängigkeit von der Signalamplitude. Den größten Einfluß auf die Signalamplitude hat die Größe, die Beschaffenheit und die Ausrichtung der Echofläche. Bei einer Bandbreite von ca. 2kHz bei 40kHz Arbeitsfrequenz kann die Erkennungsschwelle innerhalb der geschätzt maximal 20 Perioden Einschwingzeit erreicht werden. Da zwei Wandler im System sind ist die Verteilungsdichte der Triggerverzögerung eher die gefaltete Verteilungdichte der beiden Wandler. Man kann dann auch noch die Filterfunktion des Verstärkers einbeziehen. Für praktische Betrachtungen sind das für die meisten Fälle dann doch nur um die 4-8 Perioden Unsicherheit, also etwa 16-32 mm Abstandsunsicherheit.

[Thegon]

Vielen Dank für die genaue Erklärung, so wie ich das verstanden habe wäre dann aber das einzige, das man dagegen tun kann Temperatur messen und Messergebnis daran anpassen, oder?

Das wäre sicher einmal eine Verbesserung wert, würde mich auch reizen, da ich noch so gut wie nichts mit Temperaursensoren gearbeitet habe aber ich denke ich lasse mir damit einmal Zeit, zumindest solange, bis ich sagen kann, das Interface und das Zeitstoppen per AVR funktioniert.

Interessant aber, dass die Temperatur doch einen gar nicht so kleinen einfluss auf die Messungen haben kann, das hab ich vorher nicht gewusst.

Mfg Thegon

[PICture]

Normaleweise sollte zuerst festgelegtes Ziel die weitere Schritte beeinflüssen. Nur für Hinderniserkennung finde ich die Temperaturkompensation überflüssig, es sei denn, dass man sehr genaues Messystem strebt.