فیزیک امواج التراسونیک
§انتتشار موج در مواد:
üسرعت صوت در یک ماده تابعی است
از مشخصات آن ماده و وابسته به دامنه
موج صوتی میباشد.
از مشخصات آن ماده و وابسته به دامنه
موج صوتی میباشد.
رابطه بین سرعت صوت در یک ماده جامد
و چگالی و ثابتهای الاستیک بهصورت زیر است:
v : سرعت صوت
c : ثابت الاستیک
p : چگالی ماده
و چگالی و ثابتهای الاستیک بهصورت زیر است:
v : سرعت صوت
c : ثابت الاستیک
p : چگالی ماده
چگونه کار میکنند؟
امواج صوتی با فرکانسهای بالاتر از فرکانس شنوایی ( امواج التراسونیک) را میفرستند و امواج بازگشتی را دریافت میکنند. از تاخیر زمانی و سرعت صوت در هوا برای تعریف فاصله از هدف استفاده میکنند و همچنین میتوان تنها برای تشخیص هدف و وجود یا عدم وجود آن مورد استفاده قرار گیرد.
این سنسورها برای کاربردهایی که اشیاء بهسرعت و پشت سر هم در حرکتند ایدآل هستند.
این سنسورها همچنین زمانی که فرکانسهای سویچینگ بالا (حدودا 200Hz) مورد نیاز باشد، پیشنهاد میشونددر روش TOF یک موج صوتی توسط سنسورهای التراسونیک مسافتیاب ارسال شده و فاصله زمانی که طول میکشد تا موج صوتی به شیئ برخور کند و به منبع برگردد محاسبه میشود.
اگر یک موج التراسونیک شامل بیش از یک سیگنال باشد، اختلاف فاز بین سیگنالها میتواند اندازهگیری شود.
روش اختلاف فاز خیلی دقیق است اما دارای این محدودیت است تنها از یک سیگنال با فرکانس خاص به عنوان مثال فرکانس 40 kHz میتواند استفاده کند و حداکثر فاصله ای که میتواند توسط این روش detect شود به 8mm محدود میشود.
سنسورهای التراسونیک در رباتیک جهت مسافت یابی (Ranging) استفاده میشوند.
مسافت یابی در رباتیک عموما بر پایه روش TOF است.
مشکل اصلی در اینکاربرد تداخل امواج (Crosstalk) است.
Crosstalk میتواند ناشی از عوامل زیر باشد:
امواج بوجود آمده بوسیله دیگر المان های مدار.
سنسورهای التراسونیک دیگر بر روی ربات.
سنسورهای التراسونیک بر روی دیگر رباتها.
با بکار بردن رشتههای شبه اتفاقی ( pseudo Random Sequences) میتوان تداخل امواج را از بین برد.
شامل 63 اسلاید powerpoint
دانلود پاورپوینت سنسورهای التراسونیک