Jump to content

    

Recommended Posts

26 минут назад, SVNKz сказал:

"...искуственно снижать добротность..." ?  К обладкам пъезоизлучателя (ПЕ) подсоединена электрическая цепь усилителя полезного сигнала, которая и является "депфером", которая и "уменьшает послезвон", не считая выходного сопротивления генератора возбуждающего импульса ПЕ.

Есть механическое, есть электрическое демпфирование. Делают и так и так.

 

15 минут назад, aBoomest сказал:

Но тут такой тогда вопрос. Вот нарастает сигнал и первые два периода не попали (ибо у нуль-индикатора, если можно так выразиться) тоже свой порог срабатывания/чувствительности очевидно есть. И два первых пропущеных периода = погрешность.

Почему, если всегда пропускать 2 периода, они просто учтутся при калибровке.

 

15 минут назад, aBoomest сказал:

О! А вот такого "свое веселье" я что-т о не слышал. Где можно почитать? И сразу: Так шум же тоже в 100-1000 раз усилится?

Точно так и есть, шум тоже усилится.

 

15 минут назад, aBoomest сказал:

Согласен. Этот метод сильно отличается от метода просто компаратора?

Нет, классическая огибающая радиоимпульса и компаратор.

А есть еще фазовые методы измерения.

Так-то можно сигнал оцифровать и уже математически применить всю теорию приема и обработки радиоимпульса наработанную за последние -дцать лет в радарах.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
28 минут назад, aBoomest сказал:

 

Рассмотрим осциллограммы для различных способов (схем) генерации ультразвукового импульса.

Схема однократного четвертьволнового импульса:

Первая осциллограмма - напряжение на выходе задающего одноимпульсного генератора при длительности задающего импульса 1/4 периода колебаний.

Вторая осциллограмма - примерный механический (и электрический) отклик передающего излучателя.

Третья осциллограмма - напряжение на пьезоэлектрическом приемнике.

image.png.711e4ea590f5e0c68fc42ec3b91e3232.png

 

Модифицированная (упрощенная) схема полуволнового импульса:

Первая осциллограмма - напряжение на выходе задающего одноимпульсного генератора при длительности задающего импульса 1/2 периода колебаний.

Вторая осциллограмма - примерный механический (и электрический) отклик передающего излучателя.

Третья осциллограмма - напряжение на пьезоэлектрическом приемнике.

image.png.9cd4d19360d2e51679f1af8bc56fc503.png

Практических отличий первой схемы от второй в результате для приемника мало (не видно).

Однако генерация по первой схеме хороша для электрического демпфирования передающего излучателя:

image.png.38cd9898e6d72329c9a9b656a277a482.png

Как видно, первый импульс генератора раскачивает излучатель, а второй импульс тормозит его, что приводит к уменьшению послезвона. 

Результатом будет измерение времени t:

image.png.e5de1ad06fd58c2b1398d6cd971fba0e.png

С какой погрешностью (разрешением) можно измерить это время t? С требуемой, т.е. какой Вам нужно.

В реальных устройствах дополнительно применяют АЦП принятого сигнала, реперный отражатель для температурной компенсации, многократное излучение для снижения уровня шумов (в корень квадратный от числа излучений) и т.д. Так и получают очень малую погрешность при малой зависимости от температуры.

Share this post


Link to post
Share on other sites
44 minutes ago, Ural said:

image.png.38cd9898e6d72329c9a9b656a277a482.png

Как видно, первый импульс генератора раскачивает излучатель, а второй импульс тормозит его, что приводит к уменьшению послезвона. 

Ого! Вы знаете, я на практике такое видел, но что это и почему, я тогда не знал и не понимал. )))

 

44 minutes ago, Ural said:

многократное излучение для снижения уровня шумов (в корень квадратный от числа излучений) и т.д.

Огромная просьба с вашего позволения. Мне вот все кругом об этом твердят, а вот где это прочитать (желательно книгу и страницу, а то я столько уже литературы перекопал, что жутко) никто так ни разу и не сказал. Даже просто автора.

 

1 hour ago, Plain said:

С ультразвуком работают по огибающей, т.е. по амплитуде — сперва дожидаются нужной, и последующий переход через ноль принимают за конец измеряемого интервала.

Знаем такой метод. Вроде я выше про это и писал (когда говорил про пропуск первых двух периодов, срабатывание на третем + время до ближайшего перехода чеерз ноль).

Тут уважаемый HardEgor писал про калибровку. Да - ясна мысль. Тогда с учетом того, что амплитуда ПРМ сигнала может быть разная, то калибровка это уточнение, но все равно погрешность будет иметь место. (даже без учета шумов) Как рассчитать/оценить погрешность? Тут получается если откалибровать по уровню 0,707, то тогда максимум погрешности будет когда амплитуда сигнала будет как раз уровня 0,707?  

1 hour ago, Plain said:

Разумеется, амлитуда всегда относительна, следовательно, чтобы работать с постоянным порогом, который обычно действующее, т.е. 0,7, требуется предварительный пустой цикл на измерение текущего амплитудного, который обычно заменяется последущим амплитудным детектором и подкруткой усиления в паузах.

Какая при этом получается цифра: разрешения и погрешности при измерении нижней границы диапазона?

1 hour ago, blackfin said:

Так прочитайте уже какой-нить букварь по радиолокации, тогда и почувствуете сразу связь.. :)

Тут две крайности, либо нифига нет. Либо формул столько, что не знамо куда податься. И тут либо покажут добрые люди конкретное место, либо читать что-то от корки до корки - а это пустая затея. Чтение просто чего-то абстрактного больше времени заберет, чем пользы будет.

 

Я в итоге хочу понять как оценить погрешность такого аппарата, только и всего: погрешность на минимальной границе и разрешение. 

Edited by aBoomest

Share this post


Link to post
Share on other sites
1 час назад, aBoomest сказал:

Огромная просьба с вашего позволения. Мне вот все кругом об этом твердят, а вот где это прочитать (желательно книгу и страницу, а то я столько уже литературы перекопал, что жутко) никто так ни разу и не сказал. Даже просто автора.

Это называется метрология. Вот статья.

 

Помню что где-то видел статейку по точность разных методов и вот нашёл:

 

primenenie-metodov-ogibayuschih-vtorogo-i-tretiego-poryadkov-dlya-opredeleniya-vremennogo-polozheniya-ehofimpulsa.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 часов назад, aBoomest сказал:

Знаем такой метод ... пропуск первых двух периодов

Он нисколько не такой, ничего общего.

 

6 часов назад, aBoomest сказал:

с учетом того, что амплитуда ПРМ сигнала может быть разная

Не может, а всегда разная, поэтому её в каждом цикле заново измеряют.

 

6 часов назад, aBoomest сказал:

если откалибровать по уровню 0,707, то тогда максимум погрешности будет когда амплитуда сигнала будет как раз уровня 0,707?

Это Вы из моих слов такой вывод сделали? Тогда поточнее, из каких именно, а то погрешность зашкаливает.

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, HardEgor сказал:

Помню что где-то видел статейку по точность разных методов и вот нашёл:

primenenie-metodov-ogibayuschih-vtorogo-i-tretiego-poryadkov-dlya-opredeleniya-vremennogo-polozheniya-ehofimpulsa.pdf

Что-то эта статья не вызывает у меня доверия...

Очень странный подход - почему-то не пробовали линейную аппроксимацию, а только квадратичную и кубическую... Однако видно, что вначале все линейно. Нет теоретического объяснения - вот квадрат и куб.

Огромное количество точек взято непонятно зачем. Посадили студентов, чтобы их занять тупой работой? При этом ошибка странно зависит от расстояния. Возможно, это особенности их экспериментальной установки. Тогда анализируется именно их установка.

Странные результаты (для меня) - относительная ошибка (в процентах) мало меняется от расстояния... Я бы поверила в такое поведение абсолютной ошибки. Почему ошибка растет линейно от расстояния, мне непонятно. Методика не очень мне нравится... Я бы с пиковым детектором... Тогда  за счет увеличения разрядности медленного сигнала (они осциллографом измеряли пики - вручную?) огибающая была бы точнее.

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Tanya сказал:

Странные результаты (для меня) - относительная ошибка (в процентах) мало меняется от расстояния... Я бы поверила в такое поведение абсолютной ошибки. Почему ошибка растет линейно от расстояния, мне непонятно. Методика не очень мне нравится... Я бы с пиковым детектором... Тогда  за счет увеличения разрядности медленного сигнала (они осциллографом измеряли пики - вручную?) огибающая была бы точнее.

Понятие не имею что это и как было. Мне интересно сравнение, а не абсолютные значения. И понятно, что в трубе будут переотражения и картинка будет меняться с изменением расстояние. Какое-то изменение относительной ошибки от расстояния есть из-за изменения амплитуды.

Как делали - я так понял, что осциллографом сохраняли в виде файлов csv, а дальше с ними любую математику можно поделать.

Есть более серьезные статьи по теме, но надо ходить-спрашивать.

Вот у меня записана статья, но с собой сейчас нет:

УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ФИЗИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА 6, 146308 (2014) 2014 УЗФФ 146308-1
А.Я. Богушевич Источники погрешностей при ультразвуковых измерениях метеовеличин в атмосфере, методы и алгоритмы их минимизации на основе опыта создания промышленной метеостанции АМК-03

Share this post


Link to post
Share on other sites
2 часа назад, Tanya сказал:

Что-то эта статья не вызывает у меня доверия...

Согласен, "чистая" теория. Авторам следовало бы ознакомиться с реальными картинками переходных процессов на "живом" макете, в котором импульс возбуждения, физические характеристики излучателя и электрические цепи усилителя входного сигнала оптимизированы...

Share this post


Link to post
Share on other sites

В стародавние времена участвовал в разработке рельсового дефектоскопа. Так мне от компараторов уже сигнал давали цифровой. Разрешение было 1 мкс (12 каналов в паралель), отлично различали болтовые соединения (отверстия на нужной глубине) и дефекты на разных типах рельсов, то есть речь шла о единицах миллиметров. Без никаких АЦП и буферизаций-усреднений. Но там датчики были 2.5 МГц. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Видел это. Хорошоая статья. Спасибо.
Там еще есть серия статей с этими же фамилиями (а также диссеры).
И с практикой тоже есть у них статейки. Не все же сразу в одну статью пихать на 40 страниц. В одной статье теория в другой практика и тд и тп. 
Хорошо приятно, но до конца некоторые вещи совершенно не ясны.
По линейной апроксимации у них тоже есть статьи. Хотя как раз в линейной аппроксимации чтото смысла не вижу особого. Огибающая нифига же не линейная?

Уважаемые, мы от вопроса отошли. С вашего позволения, как в итоге погрешность и разрешение оценить (хоть бы на пальцах), имея прицип работы по фронту, с учетом того, что амплитуда может меняться?

Share this post


Link to post
Share on other sites
On 2/28/2020 at 2:46 PM, HardEgor said:

Помню что где-то видел статейку по точность разных методов и вот нашёл:

 

primenenie-metodov-ogibayuschih-vtorogo-i-tretiego-poryadkov-dlya-opredeleniya-vremennogo-polozheniya-ehofimpulsa.pdf

 

4 hours ago, aBoomest said:

Видел это. Хорошоая статья. Спасибо.

Должен извиниться, наврал. Именно эту конкретную статью этих авторов не читал. Просто у них рисунки везде и в статьях и в диссертациях похожие и в нзваниях слова встречаются одни и теже естественно. Вот и наверно малость попутал. Статья - гут. Спасибо. В остальном предыдущий пост в силе.

Share this post


Link to post
Share on other sites

А.Я. Богушевич Источники погрешностей при ультразвуковых измерениях метеовеличин в атмосфере, методы и алгоритмы их минимизации на основе опыта создания промышленной метеостанции АМК-03

Bogushevich_acust_conf.pdf

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, HardEgor сказал:

А.Я. Богушевич Источники погрешностей при ультразвуковых измерениях метеовеличин в атмосфере, методы и алгоритмы их минимизации на основе опыта создания промышленной метеостанции АМК-03

Bogushevich_acust_conf.pdf

Это новое слово - ультразвуковой термоанемометр... Термоанемометр не бывает ультразвуковым. На рис. 5 приведена схема измерений - среднее значение времени между нарастающим и спадающим фронтами, которое измеряется компаратором. Предполагается, что это примерно соответствует максимальной амплитуде на приемнике.  Однако, не видно, где это учитывается. Возможно, время отсчитывается от максимума на излучателе...

Share this post


Link to post
Share on other sites
18 минут назад, Tanya сказал:

Это новое слово - ультразвуковой термоанемометр... Термоанемометр не бывает ультразвуковым.

Слово старое(уже лет 20), у меня эти термоанемометры побывали в руках, знаком с разработчиками(автор статьи один из них) и давно уже покопался во внутренностях. :)

18 минут назад, Tanya сказал:

 На рис. 5 приведена схема измерений - среднее значение времени между нарастающим и спадающим фронтами, которое измеряется компаратором. Предполагается, что это примерно соответствует максимальной амплитуде на приемнике. 

Это соответствует первой положительной полуволне, перескок на следующую - уже ошибка.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.