3 Vergleich der Abstandssensoren - Elektro Essig
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3 <strong>Vergleich</strong> <strong>der</strong> <strong>Abstandssensoren</strong><br />
Bei <strong>der</strong> Abstandsmessung mit US-Wandlern treten Mehrfachreflexionen auf, so daß sich, je<br />
nachdem, ob z.B. das 1. Echo o<strong>der</strong> das 2. Echo betrachtet wird, bei einer Abstandsvariation unterschiedliche<br />
Messempfindlichkeiten ergeben. Um die Genauigkeit <strong>der</strong> Messung zu erhöhen ist<br />
es daher sinnvoll, bei <strong>der</strong> Messung die Echos höherer Ordnung zu verwenden.<br />
Sensorsignal[V]<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
Empfangssignal [ 200µs , 400µs] des 400kHz-Ultraschallsensors<br />
(Startpunkt 15mm Entfernung)<br />
0<br />
200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400<br />
Für einen Abstand von 15mm –mit einem Lineal gemessen vom Gehäuserand des US-Wandlerswäre<br />
das 2. Echo bei<br />
t<br />
1<br />
4x<br />
4 �15mm<br />
� � � 87,<br />
2�s<br />
c 344 m / s<br />
US<br />
Aus <strong>der</strong> Zeitdifferenz <strong>der</strong> beiden oben aufgenommenen Echos erhält man einen genaueren<br />
Zeit[µs]<br />
Wert für den Abstand:<br />
x cUS<br />
t � � � �<br />
344 m / s �102�s<br />
2 � x �<br />
� 17,<br />
5mm<br />
2<br />
Der Abstand von <strong>der</strong> Membran zum Messobjekt ist also etwas größer als <strong>der</strong> mit dem Lineal<br />
gemessene Wert. Da man für den doppelten Abstand eine Laufzeit von 102µs erhält, kann man<br />
erkennen, daß die Verzögerung <strong>der</strong> Messung etwa 20µs beträgt. Das erste Echo wäre daher bei<br />
122µs.<br />
Bei einer Abstandsmessung wurden bei einer Schrittweite von 12,5µm an 1000 äquidistanten<br />
Messpunkten die Zeitsignale des Hüllkurvensignals <strong>der</strong> Ultraschallmessung aufgenommen und<br />
2-dimensional übereinan<strong>der</strong> aufgetragen.<br />
2. Echo 3. Echo<br />
224 µs 326 µs<br />
�t=102 µs