Тема: СОВМЕЩЁННЫЙ МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ РАССТОЯНИЯ НА ОСНОВЕ УЛЬТРАЗВУКА И РАДИОКАНАЛА

Понятие «ультразвук» приобрело в настоящее время более широкий смысл, чем просто обозначение высокочастотной части спектра акустических волн. С ним связаны целые области современной физики, промышленной технологии, информационной и измерительной техники, медицины и биологии.
Характерной особенностью современного состояния физики и техники ультразвука является чрезвычайное многообразие его применений. Ультразвук применяется в металлургии для воздействия на расплавленный металл и в микроэлектронике и приборостроении для прецизионной обработки тончайших деталей; в качестве средства получения информации он служит как для измерения глубины, локации подводных препятствий в океане, так и для обнаружения микродефектов в ответственных деталях и изделиях; ультразвуковые методы используются для фиксации малейших изменений химического состава веществ и для определения степени затвердевания бетона в теле плотины. На основании разнообразных воздействий ультразвука на вещество образовалось целое технологическое направление — ультразвуковая технология. В области контрольно-измерительных применений ультразвука в самостоятельный, установившийся раздел выделилась ультразвуковая дефектоскопия, возможности которой и разнообразие решаемых ею задач существенно возросли.
Интерес к ультразвуку, к ультразвуковой технике всё возрастает, благодаря его проникновению в самые различные области человеческой деятельности, поэтому появление принципиально нового устройства для измерения расстояния на основе ультразвука и радиоканала могла бы стать весьма успешной.
В сравнении с устройствами для измерения расстояния, представленными на сегодняшний день на рынке, разрабатываемый дальномер имеет большую дальность измерений и не нуждается в объектах с большой поверхностью для отражения волны.
Целью данной работы является: разработка макета ультразвукового дальномера с системой синхронизации по радиоканалу.
Поставленная цель потребовала решения следующих задач:
1. Изучить особенности генерации, приёма и распространения ультразвуковых колебаний.
2. Предложить метод совмещённого измерения расстояния на основе ультразвука.
3. Разработать макет передающего устройства, использующий ультразвук для измерения расстояния.
4. Разработать макет приёмного устройства, использующий ультразвук для измерения расстояния.
5. Синхронизировать данные устройства по радиоканалу.
Купить

1. Изучены особенности генерации, приёма и распространения ультразвуковых колебаний.
2. Разработан метод совмещённого измерения расстояния на основе ультразвука и радиоканала.
3. Разработан и собран макет передающего устройства, использующий ультразвуковые волны на частоте 25,6 кГц для измерения расстояния.
4. Разработан и собран макет принимающего устройства, способный детектировать сигнал, поступающий с ультразвукового сенсора (микрофона), при помощи микроконтроллера STM32F429.
5. Принимающее и передающее устройства синхронизированы по радиоканалу с точностью 2 мкс при помощи системы синхронизации времени RF24Sync.
6. Максимальное расстояние, измеряемое разработанным дальномером, составило 38 м с точностью 16-19 мм. Данная точность зависит от длины передаваемой ультразвуковой волны и задержки программы при измерении.
7. Было принято решение не использовать спроектированную и склеенную рупорную антенну, так как при незначительном увеличении дальности измерения (42 м), устройство становится менее мобильным.

Купить