Ultrasonik masofa o'lchagichni loyihalash va qo'llash tahlili
1. Dizayn tamoyillari
Ultrasonik masofa o'lchagichlar to'siqlarga duch kelganda orqaga qaytariladigan ultratovush to'lqinlarining xususiyatlariga asoslangan holda o'lchaydilar. Ultrasonik transmitter ma'lum bir yo'nalishda ultratovush to'lqinlarini chiqaradi va bir vaqtning o'zida vaqtni boshlaydi. Ultrasonik to'lqinlar havoda tarqaladi va yo'lda to'siqlarga duch kelganda darhol qaytib keladi. Ultrasonik qabul qiluvchi aks ettirilgan to'lqinlarni qabul qilganda, u darhol vaqtni to'xtatadi va to'xtatadi. Yaratilgan to'lqin chiqarilgandan keyin to'siq tomonidan aks ettirilgan aks-sadoni doimiy ravishda aniqlash orqali ultratovush to'lqinini uzatish va aks-sadoni qabul qilish o'rtasidagi T vaqt farqi o'lchanadi va keyin L masofasi hisoblanadi. Asosiy diapazon formulasi: L=(△t/2)*C
Bu erda L--o'lchanadigan masofa
T--Uzatilgan toʻlqin va aks ettirilgan toʻlqin orasidagi vaqt oraligʻi
C--Ultrasonik toʻlqinlarning havodagi tovush tezligi, xona haroratida 340m/s.
Ovoz tezligi aniqlangandan so'ng, ultratovush to'lqinining aylanish vaqtini o'lchash yo'li bilan L ni olish mumkin.
2. Ultrasonik masofa o'lchagichning dizayn maqsadlari
O'lchash masofasi: 5 metr oralig'ida; ikkita nuqta orasidagi masofani LED orqali to'g'ri ko'rsatish mumkin; xato 5% dan kam.
3. Ma'lumotlarni o'lchash va tahlil qilish
Ma'lumotlarni o'lchash va tahlil qilish
Haqiqiy o'lchov ishlarining cheklovlari tufayli, nihoyat, o'lchash uchun bir metr ostida 30 sm, 50 sm, 70 sm, 80 sm, 90 sm va 100 sm bo'lgan oltita masofa tanlandi. Jadvalda ko'rsatilganidek, o'lchov ma'lumotlarini olish uchun har bir masofa ketma-ket etti marta o'lchandi (harorat: 29 daraja). Jadvaldagi ma'lumotlardan ko'rinib turibdiki, o'lchangan qiymatlar odatda haqiqiy qiymatlardan bir necha santimetr kattaroqdir, ammo doimiy o'lchovlarning aniqligi hali ham nisbatan yuqori.
Har bir o'lchangan ma'lumotlar to'plamidan maksimal qiymat va minimal qiymatni olib tashlang, so'ngra yakuniy o'lchov ma'lumotlari sifatida ishlatiladigan o'rtacha qiymatni toping va nihoyat qiyosiy tahlilni o'tkazing. Ma’lumotlarni shu tarzda qayta ishlash ham ma’lum darajada ilmiylik va ratsionallikka ega. Jadvaldagi ma'lumotlarga qaraganda, ultratovush to'lqini harorat bilan kompensatsiyalangan bo'lsa-da, uning nisbiy xatosi nisbatan yaqin masofalarda o'lchovlarda nisbatan katta. Ayniqsa, 30 sm va 50 sm masofani o'lchash uchun nisbiy xatolar mos ravishda 5% va 4,8% ga etdi. Biroq, barcha o'lchov natijalariga ko'ra, ushbu dizayndagi xatolar nisbatan kichik va nisbatan barqaror. Ushbu dizaynning ko'r maydoni taxminan 22,6 smni tashkil etadi, bu asosan dizayn talablariga javob beradi.
Xatolarni tahlil qilish
Turli xil xatolar asosan quyidagi jihatlardan kelib chiqadi:
(1) Ultrasonik uzatuvchi va qabul qiluvchi prob va o'lchangan nuqta o'rtasida ma'lum bir burchak mavjud bo'lib, u o'lchangan masofaning qiymatiga bevosita ta'sir qiladi; (2) Ultrasonik aks-sadoning intensivligi to'g'ridan-to'g'ri o'lchanadigan masofaga bog'liq, shuning uchun haqiqiy o'lchash paytida u birinchi aks-sadoning nol kesishish nuqtasi tomonidan qo'zg'atilishi shart emas; (3) Oddiy asboblar tufayli, haqiqiy o'lchangan masofa ham xatolarga ega. O'lchov xatolariga ta'sir qiluvchi ko'plab omillar mavjud, jumladan, joydagi atrof-muhit shovqini, vaqt bazasi impuls chastotasi va boshqalar.
