Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : OT Ultraschall Anemometer
Hallo
Bin für meine Wetterstation auf der Suche nach einem Schaltkreis für ein
Ultraschall Anemometer.
Die Windgeschwindikeit mit Ultraschall zu messen, erscheint mir sehr verlockend, da man dazu keine mechanischen Teile benötigt ( geringer Verschleis ) und man so ein Teil ser unauffällig positionieren kann.
Leider habe ich im Internet nicht viel dazu gefunden und bin außerdem auch noch skeptisch ob so etwas überhaupt gut funktionieren kann.
Hat jemand vielleicht Erfahrung in diesem Bereich oder kennt eine gute Internetadresse ?
LG
Rubi
Wie es aussieht kann man bei der Konstruktion von einem Kleiderständer ausgehen.
http://www.thiesclima.com/usanemo.htm
http://www.thiesclima.com/uswind.jpg
Hi,
ich interessiere mich auch für die Thematik. Hab mir heute ein paar Gedanken dazu gemacht. Ergebnis: die Zeitanforderungen sind sehr extrem. Da ja nur ein Bruchteil der Geschwindigkeit (je nach Winkel) am Sensor ankommt. Um da 1m/s Windgeschwindigkeit zu messen ist schon eine Abtastung im MHz Bereich notwendig.
Sollte sich was ergeben. Bitte melden.
Gruß
Tom
die Zeitanforderungen sind sehr extrem.
Einen Phasenvergleich von Ultraschallsignalen muss man ja nicht mit SW durchführen. Wenn der Phasenvergleich mit Logikgattern durchgeführt wird, ist 1MHz keine hohe Anforderung.
Besser wird es sein, die Frequenz auf einheitliche Phasenlage zu regeln. Dann ist die Frequenzmessung nach einem Teiler eine beliebig gemütliche Angelegenheit. Sie muß halt abgeschlossen sein bevor die Windgeschwindigkeit sich wieder geändert hat.
Manfred
Hallo Pred8or und Manf
Zu meiner Schande muß ich gestehen das mir das ganze fürs erste auch zu kompliziert war. Arbeite im Moment am Webserver und evtl. an Regen und Schneesensor.Der Schneesensor geht auch über Ultraschall, nur wird hier halt die Entfernung gemessen und verglichen,... ( alter Hut).
Ein Windsensor wäre halt schon allein deswegen schön für mich, da ich gerne mit Modellen am Hang segle um man dazu Wind benötigt,...
LG
Rubi
@Manfred:
kenne mich da leider nicht so aus (bin Maschinenbauer), könntest Du interessehalber mal etwas ausholen.
@Rubi:
ich hab momentan einen WS2500 von ELV, geht gar nicht schlecht. Aber Wind bräuchte ich fast etwas genauer. Werde mir deshalb den Windmesser aus der Elektor 04/05 nach dem Rotavecta Prinzip (Windrichtung & Geschwindigkeit mir Schalenkreuz messen) nachbauen.
Gruß
Tom
kenne mich da leider nicht so aus (bin Maschinenbauer), könntest Du interessehalber mal etwas ausholen.
Ich habe im Moment die Berichte zur detaillierten Wirkungsweise von Anemometern nicht gefunden. Selber schreiben will ich es jetzt auch nicht.
Vorab folgendes: die verbreitetsten Meßverfahren findet man gleich im Produktangebot der Meßtechnikhersteller: Windrad, Hitzdraht, Ultraschall als Handgeräte für 300-600 €...
Es geht sicher darum das ganze billiger selbst zu machen. Das geht sicher. Die erreichbaren Daten kann man sich ja schon mal ansehen.
Zur Ultraschallmessung vorab doch noch die Bemerkung:
Die Frequenz, die sich bei einfacher Rückkopplung von Empfänger auf den Sender ergibt ist schon ein gutes Maß für die Wellenlänge. Sie ändert sich sehr genau mit der Windgeschwindigkeit. Die Eliminierung der Mehrdeutligkeit gelingt bei kurzen Meßsterecken sehr gut. Längere Meßstrecken sind genauer, dafür aber sorgfältiger auf Mehrdeutigekeit zu überprüfen.
Manfred
nestandart
27.07.2005, 00:06
vebreitung von ultraschalwellen hängt auch von der temperatur ab ...
glaube ich ...
und.... wieso so kompliciert ? ... mit mechanischer wind-sensor ist alles vieeel einfacher .... und genauer.
( http://www.telesys.ru/projects/proj089/index.shtml )
mit mechanischer wind-sensor ist alles vieeel einfacher .... und genauer.
Die erreichbaren Daten kann man sich ja schon mal ansehen.
Die mechanische Lösung kann sicher auch sehr einfach gehalten werden.
http://www.energyquest.ca.gov/projects/anemometer.html
http://www.energyquest.ca.gov/projects/images/anemo-meter.gif
Hallo!
vebreitung von ultraschalwellen hängt auch von der temperatur ab ...
glaube ich ...
Ja das stimmt, aber zur Auswertung kommt man um einen Prozessor nicht herum und für den ist das ein leichtes.
und.... wieso so kompliciert ? ... mit mechanischer wind-sensor ist alles vieeel einfacher .... und genauer.
( http://www.telesys.ru/projects/proj089/index.shtml )
Ein interessanter Link, danke. Leider in russisch.
Das wäre aber nicht das Hauptproblem, leider geht der Erbauer überhaupt nicht auf den Sensor ein.
So ein Taschengerät wäre schon nett nachzubauen.
LG
Rubi
catweazlex
15.01.2006, 10:26
bin seit einigen Tagen am sammeln von Infos zu US-Anemometer und auch schon reichlich fündig geworde.
Scheint alles nicht sooo schwierig zu sein. Bausätze gibt es auch schon.
Hat jemand Lust das mit mir zusammen zu realisieren ?
email direkt an catweazlex@gmx.de subj: Anemometer
Naja, die Frage ist ein bisschen vage, Du sagst ja wenig über Dein Alter oder Vorkenntnisse und Deine Ansprüche an das Projekt.
Wenn Du vielleicht ein bisschen über Deine Zielsetzung in Vergleich zu einem einfachen Anemometer sagen kannst das man fertig kaufen kann.
http://www.atp-messtechnik.de/messgeraete/Anemometer.html
http://www.thiesclima.com/UltrasonicAnemometer1De.htm
Kommt es auf Handlichkeit, Genauigkeit, geringen Preis an, oder nur erst mal um die Umsetzung des Prinzips?
Manfred
catweazlex
15.01.2006, 16:12
..dann will ich mal etwas Licht in die Sache bringen :mrgreen:
Alter : 58
Erfahrung: +20 Jahre Design/Programmierung/Management Produktentwicklung Datenerfassung in der Industrie
Ansprüche : Level Hobby - proof of concept - protoyp
Genauigkeit ca : Windrichtung +-7% Windgeschw : +-10%
Hardware : AVR
Software : AVRCO / BASIC /C oder ASM wenn gut ! dokumentiert
Entlohnung : nach Vereinbarung
Zeitziel : offen
nicht als kommerzielles Produkt geplant !
Weitere spezielle Fragen/Antworten gerne unter Email / Tel.
Gruß
S genau war es sicher nicht erfoderlich ist aber sicher auch hilfreich.
Mit "Alter oder Vorkenntnisse" meinte ich dass ein 12 jähriger vielleicht andere Erwartungen an eine Kooperation hat als ein deutlich älterer und dass es einen Unterschied macht, ob jemand sich auch beruflich mit Technik beschäftigt.
Nachdem jetzt soviel bekannt ist will ich Dich trotzdem noch nicht ganz in den Email Bereich entlassen.
Du sagst es soll kein kommezielles Produkt sein und Du hast schon viel an Information zusammengetragen. Du könntest ja ein bisschen davon erzählen, welche Aspekte besonders interessant sind und wie das Gerät funktioneren soll, nicht mit viel Aufwand Wort für Wort sondern anhand von Beispielen.
Auf diese Weise können sich noch einige Anregungen (auch für andere) ergeben und Erfahrungen können ausgetauscht werden. Es klappt nicht immer, aber eine Chance wäre es schon.
Ein Aspekt hierbei wäre sicher auch ob die Ausführung wetterfest sein soll oder ob es (erst mal) darauf ankommt dass das Prinzip funktioniert. Anwendung im Freien, in Lüftungskanälen, Gasleitungen.
Manfred
catweazlex
15.01.2006, 16:55
..nundenn :
Einsatzbereich : auf Segelboot :cheesy:
hier ein paar Links zur Diskussion :
professionell : http://www.fttech.co.uk/ft702.html
Bausatz : http://www.quasarelectronics.com/3168.htm
wiss.Abhandlung : http://www.iop.org/EJ/abstract/0957-0233/16/2/030
Realisierung : http://www.circuitcellar.com/library/print/0106/Cyliax-186/index.htm
catweazlex
15.01.2006, 17:26
...weitere Links :
http://www.novalynx.com/200-7000.html prof.
http://tams-www.informatik.uni-hamburg.de/lehre/ws2003/vorlesungen/angewandte_sensorik/
Forschungsarbeit :
Multiple-frequency continuous wave ultrasonic system for accurate distance measurement 0.01mm C. F. Huang, M. S. Young, and Y. C. Li
Department of Electronic Engineering, I-Shou University,
liegt zu Studienzwecken vor ( nicht öffentlich)
m.E. wäre eine Phasenmessung als Ansatz eine richtige Herausforderung.
Durch dessen Genauigkeit auch vielseitig einsetzbar.
Der vorliegende Aufsatz von Huang e.a. beschreibt recht genau das Verfahren.
H.A.R.R.Y.
16.01.2006, 11:48
Sagt mal, die Variante mit dem Hitzdraht ist doch an sich auch nicht schlecht. Der Draht wird ja auch nicht bewegt. In einer uralten Elektor (weiß jetzt nicht welche) war mal eine Idee für einen Windsensor: Man nehme zwei Transistoren und kopple sie recht eng thermisch miteinander. Einer der beiden dient als Heizer (etwa 20° über Umgebung), der andere wird als Temperatursensor genommen. Die Regelung versucht nun den Sensor auf einer bestimmten Temperatur zu halten. Je nach Luftzug wird der Anordnung mehr oder weniger Wärme entzogen und der Heizstrom ist ein Maß für den Luftzug. Um das Ganze gegen Umgebungstemperatur unempfindlich zu machen muß halt noch ein extra Thermosensor rein. Für eine Wetterstation ginge das dann. Die Sensoranordnung in ein Rohr einzubauen gestattet es nur eine bestimmte Richtung zu messen.
Wenn man die Anordnung mehrfach aufbaut und die Rohre unterschiedlich ausrichtet,bekommt man sicher auch noch die Windrichtung heraus. Und das ganz ohne mechanisch bewegte Teile, so wie beim Ultraschall.
..nundenn :
Einsatzbereich : auf Segelboot :cheesy:
hier ein paar Links zur Diskussion :
professionell : http://www.fttech.co.uk/ft702.html
Bausatz : http://www.quasarelectronics.com/3168.htm
wiss.Abhandlung : http://www.iop.org/EJ/abstract/0957-0233/16/2/030
Realisierung : http://www.circuitcellar.com/library/print/0106/Cyliax-186/index.htm
Ich finde den Bausatz als Ausgangspunkt ganz interessant. Die Schaltung ist ja recht minimal und man könnte sich ja relativ leicht ansehen wie das Prinzip arbeitet, welche Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit sich etwa erreichen läßt.
Hitzdraht Anemometer sind ja auch oben unter den links mit angegeben, http://www.atp-messtechnik.de/messgeraete/Anemometer.html. Haben sie denn auch Vorteile bei der Messung der Windgeschwindigkeit?
Manfred
Suggarman
16.01.2006, 12:40
Genauigkeit ca : Windrichtung +-7% Windgeschw : +-10%
Ich frage mich gerade, wie groß eine Abweichung von 7% bei der Winrichtung ist =P~
mfg
Stefan
www.stefansuessmann.de <<<--- meine Wetter
catweazlex
16.01.2006, 13:06
Hitzdraht Strömungmessung / Hotwire flowmeter :
mit wenig Aufwand recht genaue Messwerte, aber in weitem Außentemperaturbereich (0-40C) schon nicht mehr so einfach.
Es gibt schon mehrfach Schaltungen mit einem geschlossenen Regelkreis der Thermosensoren in Analog und Digitalvariante.
Hiermit die Windrichtung annähernd genau zu ermitteln wird wegen Verwirbelung in den Eintrittsöffnungen der Rohre nicht möglich sein .
Es sei denn man dreht den Sensor / Rohr per Windfahne in den Wind.
Ich meine die Kosten/Gesamtaufwand für eine Realisierung wird hauptsächlich durch den Preis der Sensoren bestimmt.
US-Wandler sind halt recht teuer, geben aber den Windvektor recht genau wieder.
Alles in allem glaube ich die Vorteile liegen bei der Realisierung mit US, sofern man den Windvektor (Betrag UND Richtung) bestimmen wil.
US-Transducer (Sender und Empfanger in einem Gehäuse) senken den Preis und den techn.Aufbau.
…lässt sich aber auch durch LASER bewerkstelligen (any takers ?)
catweazlex
16.01.2006, 13:09
@Stefan...fällt mir nur Uli Stein ein :"Brotzentrechnung" 8-[ 8-[
Ich frage mich gerade, wie groß eine Abweichung von 7% bei der Winrichtung ist =P~
mfg
Stefan
www.stefansuessmann.de <<<--- meine Wetter
Es ist sicher einfacher wenn Du den Autor fragst, er könnte erklären was er gemeit hat, oder ob es ein Schreibfehler war.
Manfred
Ich finde den Bausatz als Ausgangspunkt ganz interessant. Die Schaltung ist ja recht minimal und man könnte sich ja relativ leicht ansehen wie das Prinzip arbeitet, welche Empfindlichkeit und Reproduzierbarkeit sich etwa erreichen läßt.
So in etwa habe ich mir das auch gedacht.
Wenig Bauteile, der Rest ist Software.
LG
Michael
catweazlex
16.01.2006, 14:13
:idea: Damit niemand zu lange Nachdenken muss ...ersetze "7%" durch "7°"
( gemeint war "Prozentuale Abweichung Istwert vom Sollwert")
Fangen wir mal irgendwo an:
Was kann man über die Schaltung 1 aus 3168 sagen?
Ein 4052 analoger Multiplexer mit zwei Wandlern an den x und y Leitungen über Kreuz.
Die Adresse kommt von Pin 10 des PIC 16F628, hier kann man also die beiden Wandler an den Leitungen x und y vertauschen.
X kommt von dem Ausgang Pin 1 des PIC, der Wandler wird sicher als Sender betrieben, Y geht an einen Verstärker, das ist dann der jeweilige Empfänger. Die Verstärkung ist etwa 100* (0,5 – 10) und geht dann noch an eine Transistorstufe die ein digitales Signal an Pin 6 abgibt.
Messen kann man also im wesentlichen die Phasenlage bei Übertragung in beiden Richtungen, also auch die Phasendifferenz.
Die Messanordnung ist auch einfach mit zwei Wandlern an ein paar Chopsticks geklebt, ca. 18cm Abstand.
Die Phasendifferenz bei 40kHz in Abhängigkeit von der Windgeschwindigkeit ist glaube ich nicht gegeben. Sollte man die schon einmal ausrechnen?
Manfred
catweazlex
16.01.2006, 17:41
Toll Manf..gehn wir mal zur Sache
Ich brüte hier auch schon über die Theorie mit 3 Sensoren !
Wie wäre ein Schaltung mit Transducern , wegen der Kosten ? (siehe Cyliax Link). Würde sich der Polaroid eignen (Salzwasser usw) ?
IMHO glaube ich in der 3186 wird TOF und nicht Phase erfasst, bin aber nicht sicher. Werde mal das Programm dazu studieren.
:Strahl Läßt aber schon gut an !!
Gruß
den Gewinner lad ich auf einen Segeltörn ein !!
Hallo
Ich würde die Sensoren hier kaufen:
http://www.w-r-e.de/shop/index.html
Unter Sensorik/Ultraschall
Ein Paar kostet um die 10 Euro
Diese hat er in Vorbereitung, sehen auch interessant aus:
http://www.w-r-e.de/robotik/index.htm
LG
Michael
http://images.google.de/images?q=tbn:_REmEyC9I5DbLM:www.voti.nl/common/400ST-SR.jpg http://www.voti.nl/shop/catalog.html?M-400ST-SR
Von den Wandlern habe ich neulich mal welche billig(er) erstanden, die sind sicher handlich und preiswert.
Als Ender und Empfänger (nacheinander) solle man sie einsetzen.
Ich habe gerade eine schöne Signalweiche gebaut, bin aber noch bei der Optimierung.
Manfred
catweazlex
16.01.2006, 20:10
der Tranceiver bei voti (24khz) ist billig. Was die Dinger wohl in salzhaltiger Luft anstellen. Muss man sich später etwas in V2A oder Vollplastik suchen.
@Manf : Weiche : kann man das nicht über die Impedanz der Treiberstufe regeln ? i.e. hochohmig= Micro neiderohmig=Sender ?
Kennt jemand Tranceiver für 40Khz oder geschlossene Sensoren ?
Edelstahl hab ich in USA gefunden..sind nicht zu bezahlen.
Bei minimum 3 Sensoren ( oder 3 Paar) geht das ganz schön ins Geld.
Habe gerade Unterlagen für die Errechnung der Windvektoren aus 4/3 Sensormessungen in 2D gefunden. ( is Mathe für später)
Idee : PLL-Regelkreis-Sender-Empfänger zum Messen einer Phasenverschiebung ?
catweazlex
16.01.2006, 20:27
:idea: ! für die Profis !
Es liegt mir eine Veröffentlichung aus Taiwan vor, die ich gegen einen NDA per Email zusenden kann. Ist in engl...hier der Anfangstext :
A highly accurate multiple-frequency continuous wave ultrasonic range-measuring system for use in
air is described. The proposed system uses a method heretofore applied to radio frequency distance
measurement but not to air-based ultrasonic systems. The method presented here is based upon the
comparative phase shifts generated by three continuous ultrasonic waves of different but closely
spaced frequencies. In the test embodiment to confirm concept feasibility, two low cost 40 kHz
ultrasonic transducers are set face to face and used to transmit and receive ultrasound. Individual
frequencies are transmitted serially, each generating its own phase shift. For any given frequency,
the transmitter/receiver distance modulates the phase shift between the transmitted and received
signals. Comparison of the phase shifts allows a highly accurate evaluation of target distance. A
single-chip microcomputer-based multiple-frequency continuous wave generator and phase detector
was designed to record and compute the phase shift information and the resulting distance, which
is then sent to either a LCD or a PC. The PC is necessary only for calibration of the system, which
can be run independently after calibration. Experiments were conducted to test the performance of
the whole system. Experimentally, ranging accuracy was found to be within 60.05 mm, with a
range of over 1.5 m. The main advantages of this ultrasonic range measurement system are high
resolution, low cost, narrow bandwidth requirements, and ease of implementation.
na denn..viel Vergnügen..hats aber in sich
Kennt jemand Tranceiver für 40Khz oder geschlossene Sensoren ?
Ich habe mal 40kHz Transceiver für unter 3€ pro Stück gekauft, die kann man leicht auswechseln wenn sie mal kaputt gehen, das sollte nicht die Hauptsorge sein. Die sind gut zum experimentieren. Die gekapselte Version gibt es auch, die ist dann deutlich teurer.
Ich denke man sollte mal die grundlegende Berechnung für TOF und Phasenänderung machen um ein Gefühl dafür zu bekommen um welche Größenordungen es geht. Auch die Temperatur oder andere Parameter wie Feuchte in der Empfindlichkeit abschätzen.
Den Bericht "A highly accurate multiple-frequency" haben wir auch schon mal andiskutiert, die Entfernungsmessung ist ein bisschen aufwendiger.
Der Vorteil einer Phasenmessung gegenüber einer frequenzvariablen PLL Konfiguration ist der, dass der Phasengang (über der Frequenz) der Wandler nicht eingeht. Wenn ein PLL mit der höheren Auflösung der Frequenzmessung nötig wird, dann sollte man einen Frequenzabschnitt wählen in denen die Wandler einen besonders geringen Phasengang haben.
Manfred
catweazlex
17.01.2006, 00:38
....PLL- PHASE LOCKED LOOP
regelt doch über eine Phasendifferenz zweier Signale
i.e Regelgröße abh. von Phasendifferenz
oder habe ich da was falsch verstanden? :-b
catweazlex
17.01.2006, 08:54
hier Kurzdaten von http://www.novalynx.com/200-7000.html
Wind Speed
Range 0-134 mph (0-60 m/s)
Accuracy ± 4%
Resolution 0.02 mph (0.01 m/s)
Wind Direction
Range 0 to 360° - no dead band
Accuracy ± 3°
Resolution 1°
Moisture Protection IP65
Operating Temperature -31° to +158° F (-35° to +70° C)
Storage Temperature -40° to +194° F (-40° to +90° C)
Operating Humidity < 5% to 100%
Size 5.6" x 6.3" (142 x 160 mm)
Weight 1.1 lbs (0.5 kg)
Preis : Einzelstück $845 :(
....PLL- PHASE LOCKED LOOP
regelt doch über eine Phasendifferenz zweier Signale
i.e Regelgröße abh. von Phasendifferenz...
Beim Durchgang durch den Wandler hat man eine Phase am Eingang (beim Sender elektrisch) und eine Phase am Ausgang (beim Sender akustisch). Die Phasendifferenz ist im allgemeinen frequenzabhängig. Hält man die Frequenz konstant, dann ändert sich die Phase nicht, (zumindest nicht durch dadurch).
Beim PLL wird die Phase ausgeregelt. Hierzu wird die Frequenz so eingestellt, dass die Phase konstant bleibt. Das ist die Phase über das System von Wandler, Luftstrecke und Wandler. Die Phase ist die Summe über die Regelgröße (Störgröße abhängig vom Wind) und die Phasenänderung in den Wandlern die bei der Frequenzänderung auftritt. Man muss dabei dann den Phasengang über eine Tabelle wieder herausrechen.
Eine Alternative wäre zwei gleiche Empfänger am Anfang und am Ende der Luftstrecke...
Aber das ist schon ziemlich grundsätzlich, das Ganze muss man gleichzeitig quantitativ betrachten.
Manfred
catweazlex
17.01.2006, 12:41
Ich poste hier mal den Quellcode zur Schaltung von 3168 Windmesser.
Irgendein PIC Spezialist zur Analyse ?
Speziell Zeitrahmen der Implus Generierung / Auswertung wäre interessant
Link zur Schaltung wurde schon gepostet
Ran an die Buletten !
catweazlex
17.01.2006, 12:44
Hier noch die Sschaltung zu Windmesser 3168 Teil 1(2)
catweazlex
17.01.2006, 12:46
Windmeter 3168 Schaltung 2(2)
Zur Fairness gegenüber dem Anbieter wollte ich auch noch mal erwähnen, dass das Gerät dort als Bausatz oder fertig gekauft werden kann zu einem Preis, zu dem man es kaum als Einzelstück nachbauen kann.
http://www.quasarelectronics.com/3168.htm
EPE Ultrasonic Wind Speed Meter Kit £29.75 £25.28 GB£34.95
Vielleicht ist als Einstieg der Kommentar zur Berechnungsroutine interessant:
;*********** GET WIND SPEED FROM VALUES OF WIND0 AND WIND1
; In still air at around room temp (20^C) when the 2 screen counts are equal,
; the count value (3608 in one version of the prototype) represents a sound speed of 344 metres per second.
; A difference of 1 count between the two counters represents:
; (higher count / lower count) * 344
; e.g. (3609 / 3608) * 344 = 344.09532 metres per sec
; i.e. the sound speed is now 0.09532 faster than above "standard"
; and 1 count represents (rounded) sound speed + 0.1 metres per sec
; Wind speed in this case thus =
; 0.1 * 3600 (seconds in a hour) = 360 metres per hour
; 360 / 1000 (metres in 1 kilometre) = 0.36 kilometres per hour (kph)
; miles per hour (mph) = kph * 5 / 8
; therefore 1 pulse = 0.225mph
; feet per sec = metres per sec * 3.28
; therefore 1 pulse = 0.328 feet per sec
; A 20^C change in temp = 3.5% error from above which is taken as
; insignificant and not correct for.
; N.B. temp change is the main cause of changes in sound speed
; at 0^C = 332 m/s
; at 20^C = 344 m/s
; at 100^C = 386 m/s
; (effects of humidity and barometric pressure are small by comparison)
catweazlex
17.01.2006, 13:16
Damit man sic ein Bild machen kann wie das realisert worden ist, ein Photo vom Artikel aus Circuit Cellar
[/img]
Also die Teile hätte ich alle zu Hause herumliegen.
Ich denke ich werde dieses oder nächstes Wochenende
die Schaltung mal nachbauen und dann berichten.
Was mir nicht gefällt ist die Größe des Sensors.
Da gefällt mir die Komerz. Version um einiges besser,
die das Signal reflektiert und dadurch die US Teile nicht
so weit entfernt sein müssen.
Bin mir nicht sicher ob ich mit meinem ICD2 diesen Pic debuggen kann,
da ich wenn dann nur 18er Pics verwende.
Sollte das aber möglich sein, wäre es recht einfach nachzuvollziehen
wie weit man gehen darf um den sensor Teil kompakter hinzubekommen.
LG
Michael
catweazlex
17.01.2006, 13:42
@Rubi :
kannst du mal einen Blick auf den Code werfen und die relevanten Stellen im Timing rausziehen und kommentieren ?
Ich hatte nur mit AVR / Z80 usw zu tun gehabt.
:-s es gibt wohl keine weitere Interessenten für das Projekt :-s
muß ich mal in Mircrokontroller trommeln
Hallo catweazlex
Der Pic Spezialist bin ich leider auch nicht, ich bevorzuge auch Avr und Arm
Kerne.
Ich werde es mal nachbauen und dann versuchen es auf einen Avr zum laufen zu bringen.Wenn sich der Pic debuggen lässt wird alles natürlich einfacher.
Ich befürchte aber das ist einer ohne Debug Schnittstelle.
LG
Michael
catweazlex
17.01.2006, 15:05
Hochgenaue Niveaumessung mit Ultraschall mit Blockdiagramm der Schaltung
Anhang als pdf.
..wenn's zuviel wird müßt ihr schreien
catweazlex
17.01.2006, 15:36
..Sammelwut..für den Idee-Topf gedacht.
Entfernungsmesser
Minimale Hardware mit PSoC Micro. Schaltung, Blockschaltbild und Programm.
PDF zu groß..hier der Link
http://www.circuitcellar.com/PSOC2002/winners/1.htm
catweazlex
17.01.2006, 15:39
US SONAR mit PIC und Transducer und akustischer Linse
catweazlex
17.01.2006, 15:52
Kurze Anregung am Beispiel des Radar Höhenmessers.
VCO / PLL auf US übertragbar
H.A.R.R.Y.
18.01.2006, 09:55
Die Sache mit dem Höhenmesser per VCO/PLL und Differenzfrequenz hat mit Ultraschall einen Haken: Der Dopplereffekt macht sich kräftig bemerkbar und ein sich - relativ zum Meßgerät - bewegendes Objekt verfälscht die Abstandsmessung wegen der Dopplerfrequenzverschiebung. Ich bin nicht sicher, glauber aber daß sich das in den Griff bekommen läßt, indem man den Sendeburst nicht mit einem Sägezahn, sondern mit einem Dreieck moduliert. Bei unbewegten Objekten muß dann die Differenzfrequenz bei steigender Rampe gleich der Differenzfrequenz bei fallender Rampe sein - natürlich proportional der Entfernung. Kommt der Dopplereffekt hinzu, dann sind bei gleichem Objektabstand unterschiedliche Differenzfrequenzen zu messen und daraus liese sich sowohl der korrigierte Abstand als auch die radiale Geschwindigkeitskomponente herausrechnen.
Wäre das Verfahren das hier "Prinzip genauer Entfernungsmesser" ( https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=2919 ) genannt wurde für die Messung der Windgeschwindigkeit interessant? Wäre ringerer Fehler oder eine höhrere Auflösung zu erwarten als bei anderen Verfahren?
Manfred
Was haltet ihr von Dehnungsmessstreifen?
Eine Kugel auf/unter einem "Pin" mit 4 DMS. Je 2 gegenüberliegende in Halbbrücke + Temperaturkompensation für die Materialeigenschaften des "Pins".
Just a thought
Was haltet ihr von Dehnungsmessstreifen?
Eine Kugel auf/unter einem "Pin" mit 4 DMS. Je 2 gegenüberliegende in Halbbrücke + Temperaturkompensation für die Materialeigenschaften des "Pins".
Just a thought
Was spricht dafür, dagegen wird es schon eingesetzt, warum sollte man es einsetzen?
Mit einem Stück Schnur im Freien aufgehängt, hieß es früher oft, kann man viel über das Wetter aussagen.
Windig wenn es sich bewegt,
Regnerisch wenn es nass ist,
Donnerwetter wenn es geklaut wurde.
Manfred
catweazlex
18.01.2006, 11:24
Könnte man das so betrachten ?
Bei fixierten Sensoren messen wir alles was bei einer Abstandsmessung als Ströungsgröeße auftauchen würde. Wenn wir Hygro , Temp &Baro erst einmal vernachlässigen, bleibt als "Störfaktor" noch die bewegte Luft zwischen den Sensoren i.e. der Wind.
catweazlex
18.01.2006, 11:54
@ VCO/PLL HARRY
haben wir beim Windmesser bewegte Objekte?- (ausgenommen Fliegen..o.Ä)
Genauigkeit des Verfahrens kann ich noch nicht abschätzen, dazu habe ich zu wenig Infos gefunden. Ich versuche gerade die "TwoTone method" zu verstehen. (MFCW /TFCW).
Wichtig erscheint mir die Betrachtung weg von der Frequenz(Doppler) zu Phase zu verlagern ( Frequenzachse / Zeitachse)
MFC (Multiple frequency continous wave) erreicht theor. +- 0.05mm
die Wellenlänge lambda40kHz ca 86mm = Faktor 1720
Auflösung der Phase 360/1720
Muss man halt mal die Windgeschwindigkeit max/min im Verhältnis zu Schallgeschwindikeit setzen bekommt man eine Abschätzung der Grenzwerte / Genauigkeit.
..wer ist ein Mathegenie ?
catweazlex
18.01.2006, 12:06
Was haltet ihr von Dehnungsmessstreifen?
Klingt genial einfach ! Könnte man mal probieren.
Tischtennisball auf 2 gekreuzte Dehnungsmesstreifen kleben und mit Fön anblasen. Empfindlichkeit ?
Wie eicht man sowas ?
Wie eicht man sowas ?
z.B. mit einem Anemometer? O:)
Oder mit einem Auto bei Windstille...
Ja, dachte auch an Tischtennisball, evtl. sollte es aber auch größer sein, damit das Verhältnis Kugel zu Stab größer wird und man den Einfluss des Stabes erstmal vernachlässigen kann.
Nachteil:
Der Luftwiderstand wächst ja bekanntlich mit v²
[/quote]
el_net_fun
18.01.2006, 14:53
Und wie wurdest du Eigenschwingungen eliminieren?
Der Kugel hat ja auch ein Gewicht.....
Eigenschwingungen sind sicher das Problem. Ich würde Tiefpässe nehmen (cpu).
@catwezlex:
bin auch öfter mal gesegelt. z.B. hier: www.seebummler.de
Du denkst nicht zufällig ans Wasser statt an die Luft?
Ich denke da nur an diese lästigen Blockaden der Logge.. (Propellerchen) durch Angelschnur..
..wäre ein dankbares Thema.. auch kommerziell?
So könnte man gleich 2D loggen und auch die Drift erfassen.. ;-)
Falls Luft, würde ich mir mal die Sensoren in modernen Autostoßstangen (ggf. + Elektronik) anschauen. Die müssen im Winter auch ne Menge aushalten..(Salz, usw..) Gibts eigentlich noch die guten alten Schrottplätze???
catweazlex
18.01.2006, 15:38
@sigo
deine 2d LOGGE is im "Ideen-Topf" vorgemerkt ..der füllt sich langsam.
Könnte man auc den 2d WIndmesser fürs Wasser umbauen..
Mein Böötchen is schon eine halbe Elektronikwerkstatt :roll:
Ist bisher aber groß genug und hat noch ein bißchen Platz.
->see Profil
Was man da so alles Messen und regeln kann !
Transducer Interface :
Sender ansteuern mit Rechteck oder mehr Sinus wegen Verzerrung ?
Gibts irgendwo genaue Daten dazu ?
Sender / Empfänger innerhalb einer Wellenlänge montiert ca 70mm und dann Phasenverschiebung messen, wäre das eine Idee ? ( digitale PLL)
H.A.R.R.Y.
18.01.2006, 17:14
Zur Ansteuerung des Senders: die üblichen Kapseln lassen sich mit 40kHz Rechteck bequem ansteuern, am Empfänger kam bisher immer was sinusförmiges an. Ohne Klirrfaktormessung oder Spektralanalyse kann ich es halt nur mit dem Auge auf dem Oszi begutachten...
Wegen der "bewegten Objekte" (s.o.): das war mehr als Kommentar zum angegebenen Link gedacht. Ausser der Luft (und ein paar verirrten Insekten) bewegt sich wohl nix im Windmeter.
Ich könnte mir vorstellen, daß die Empfindlichkeit der Anordnung steigt, je größer der Abstand zwischen Sender und Empfänger ist, der vom Medium durchströmt wird. Also könnte man den Schall unter einem bestimmten Winkel durch das Rohr schicken, er wird an den Wänden mehrfach reflektiert und trifft dann erst auf den Empfänger. Dadurch wurde der Schall auf einer deutlich längeren Strecke dem Effekt unterworfen. Bei jeder zweiten Messung wird die Schallrichtung umgekehrt. Oder hattet ihr das schon?
Die handelsüblichen 40kHz-Kapseln lassen sich in der Funktion problemlos vertauschen. Hat bei mir weder den Kapseln noch der Signalqualität geschadet.
"Staudruck" käme übrigens auch noch in Frage - bloß wo ist mein Link schon wieder? Im Prinzip läuft es auf eine Differenzdruckmessung hinaus: der statische Luftdruck im unbewegten Medium wird gegen den Druck im Staurohr gemessen. Mit zunehmender Geschwindigkeit steigt der Differenzdruck an - quadratisch war's wohl.
einer Wellenlänge montiert ca 70mm
Bei wieviel Hertz??? Schall läuft mit etwa 344m/s @ 20°C, bei 40kHz macht das dann 8.6mm!
catweazlex
18.01.2006, 17:40
@Harry
Also könnte man den Schall unter einem bestimmten Winkel durch das Rohr schicken,...
..den Wind auch durchs Rohr ?
..Empfindlichkeit erhöhen : stimmt dein Vorschlag auch bei der Betrachtung
nur einer Periode ?
Bei wieviel Hertz??? Schall läuft mit etwa 344m/s @ 20°C, bei 40kHz macht das dann 8.6mm!
Schon richtig.....scharf nachdenk :roll:
wenn wir uns nur auf die Phasenverschiebung durch den Windeinfluß verlegen, dann darf die Periode (Schallgeschwindigkeit+Luftgeschwindigkeit) NICHT kleiner als Sensorabstand werden, sonst gibts Mehrdeutigkeiten / Mess-Sprünge)
:?: wieviel Grad Phasenverschiebung erwarten wir bei einem Messbereich von 1km/h - 140km/h wenn fSensor 40kHz
:?: welcher Wirkwinkel des Windes auf die Mess-Strecke bei 3 Sensoren(2D) ist minimal zu erwarten ?
Hallo catweazlex,
sind die beiden PDF's von Dir gemacht ?
Zum Prinzip 2, der Radarhöhenmesser:
Es gibt Radar Füllstandsensoren sowie neuerdings Radarsensoren für Automobile, die fast genau nach dem von Dir beschriebenen Prinzip arbeiten.
Es wird ein Chirp Signal ( Signal mit gleichförmig ansteigender Frequenz )gesendet und wieder empfangen. Das Empfangssignal wird direkt mit dem Sendesignal gemischt ( multipliziert ). Im Mischprodukt entstehen tieffrequente Schwebungsfrequenzen ( die Differenz der Sendedfrequenz und der Empfangsfrequenz ). Das Mischprodukt wird einer FFT unterzogen, aus den Peaks lassen sich die Reflexionen an den unterschiedlichen Objekten sowie derren Geschwindigkeit ermitteln.
Das Verfahren hat zweierlei technische Vorteile:
1. ist das Mischprodukt niederfrequent und kann mit handelsüblichen AD-Wandlern digitalisiert werden
2. findet sich das schwache Empfangsignal im niederfrequenten Teil des Mischproduktes, damit läst sich der Verstärker relativ einfach halten und das Übersprechen des um 10er Potenzen stärkere Sendesignal läst sich durch eine vorgelagerte Tiefpassfilterung sehr einfach unterdrücken.
Beim Einsatz von gewöhnlichen US-Wandlern mit stark ausgeprägtem Resonanzverhalten sehe ich das Problem, dass sich kein gleichmässiges Chirp-Signal erzeugen läßt. Vielleicht köntne man es mal mit Lautsprecher und Mikrophon im hörbaren Bereich versuchen.
Gruss,
stochri
catweazlex
18.01.2006, 19:59
Hallo stochri, Danke für deinen Beitrag. \:D/
Das Sendesignal wird also Frequenzmoduliert , im Empfänger mithilfe des Sedesignals demoduliert. Das ganze in einer Regelschleife als PLL-Demodulator wäre doch recht störfest?
Wie läßt sich eine PLL digital realiseren ?
Wie kann man die FFT vermeiden oder läßt sich das mit AVR's bei den zu erwartenden Frequenzen ohne Probleme bewerkstelligen ?
catweazlex
18.01.2006, 21:23
Hier mal dur Diskussion
Blockschaltbild eines Wandlers Phasendiff ->Impuls
Die Nulldruchgänge von US RX und Tx Signal setzen/rücksetzen ein D-FlipFlop. Das entstandene Signal steuert ein Tor welches proportional zur Impulsbreite(=Phasendifferenz) Impulse an den Zähler weiterreicht.
Any Ideas ? [-( per Software ? ](*,)
Hallo catweazlex,
meine Vermutung ist, dass das mit der PLL nicht gut funktioniert. Wenn Reflexionen von mehreren Zielen kommen gibt's irgendwie ein MischMasch. Dort kommt eben der Vorteil der Kreuzmodulation von Sende- und Empfangssingal sowie der nachfolgenden FFT zum tragen: in der FFT lassen sich die Frequenzpeaks der verschiedenen Reflexionen einigermaßen unterscheiden.
Bei Deinem Schaltungsvorschlag gehst Du von einem sauberen Empfangssignal aus. Zusätlich klingt die Empfangssignalamplitude exponentiell mit der Entfernung ab. Ich glaube, dass es in der Praxis Schwierigkeiten macht, die Signale so sauber zu erhalten.
Deshalb meine Empfehlung: Versuche Dich möglichst bald an praktischen Experimenten.
Eine FFT könnte man auf dem AVR hinbekommen, man muss sie ja nicht in Echtzeit rechnen, sondern kann zuerst das Signal aufnehem und dann untersuchen, senkt halt die Schussrate.
Aber das ganze Projekt scheint mir recht umfangreich, bevor man anfängt, eine so komplizierte Auswertung auf einem Mikrokontroller zu programmieren, versucht man für gewöhnlich die Algorithmen erst auf dem PC zum laufen zu kriegen.
Gruss,
stochri
@sigo
deine 2d LOGGE is im "Ideen-Topf" vorgemerkt ..der füllt sich langsam.
Gern geschehen.. O:) Die war geschenkt..wo die her kommt sind noch mehr..
Könnte man auc den 2d WIndmesser fürs Wasser umbauen..
Klar, das Prinzip ist übertragbar. Man könnte es gleich zu konzipieren, dass man es modular aufbaut..Nur in Wasser geht alles was schneller und man arbeitet nicht mit 40khz. Also total anderes Timing. Bei deinem Cat könnte man ja supi von Kufe zu Kufe funken...schöööönes Schiff..
catweazlex
19.01.2006, 09:07
Bei dem diesem Modell sind Störungen kaum zu erwarten und der Sensorabstand recht klein.
Größe : 142x160mm. Sensorabstand ca 100mm.
http://www.novalynx.com/images/200-7000.jpg
Wäre doch ein Anhaltspunkt zum Aufbau?
Wieso sitzen die Sensoren diagonal?
Gibts einen zentralen Sender?
Was ist mit dem Sendor links im Bild?
catweazlex
19.01.2006, 09:26
http://www.thiesclima.com/prinzip.jpg
Zitat aus ThiesClima :
"Das Ultrasonic Anemometer 2D besteht aus 4 Ultraschall -Wandlern, von denen sich jeweils 2 Wandler im Abstand von 200 mm gegenüberstehen.
Die dadurch gebildeten zwei Messstrecken stehen senkrecht zueinander.
Die Wandler fungieren sowohl als Schallsender als auch als Schallempfänger.
Über die Steuerungselektronik wird die jeweilige Messstrecke und deren Messrichtung angewählt.
Mit dem Start einer Messung läuft eine Sequenz von 8 Einzelmessungen in alle 4 Richtungen der Messstrecken mit maximaler Geschwindigkeit ab.
Die Messrichtungen (Schallausbreitungsrichtungen) verlaufen im Uhrzeigersinn rotierend, zuerst von Süd nach Nord, dann von West nach Ost, von Nord nach Süd und schliesslich von Ost nach West.
Aus den 8 Einzelmessungen der Streckenrichtungen werden die Mittelwerte gebildet und zur weiteren Berechnung verwendet.
Die benötigte Zeit für eine Messsequenz liegt bei ca. 20 msec bei +20°C. "
catweazlex
19.01.2006, 09:46
Hier die Formeln:
H.A.R.R.Y.
19.01.2006, 11:54
@Harry
Also könnte man den Schall unter einem bestimmten Winkel durch das Rohr schicken,...
..den Wind auch durchs Rohr ?
Nee, der Wind geht schon geradeaus durchs Rohr. Sollte nur einen Weg aufzeigen der in industriellen Strömungsmessern verwendet wird. Allerdings arbeiten die nur 1D.
..Empfindlichkeit erhöhen : stimmt dein Vorschlag auch bei der Betrachtung
nur einer Periode ?
Das ist definitionssache: Natrülich wird jede Periode des Signals dem "Stör"einfluß unterworfen. Du willst aber wissen, was passiert, wenn Due die Perioden nicht unterscheiden kannst, gelle?
wenn wir uns nur auf die Phasenverschiebung durch den Windeinfluß verlegen, dann darf die Periode (Schallgeschwindigkeit+Luftgeschwindigkeit) NICHT kleiner als Sensorabstand werden, sonst gibts Mehrdeutigkeiten / Mess-Sprünge)
wieviel Grad Phasenverschiebung erwarten wir bei einem Messbereich von 1km/h - 140km/h wenn fSensor 40kHz
Hm, da muß ich passen.
welcher Wirkwinkel des Windes auf die Mess-Strecke bei 3 Sensoren(2D) ist minimal zu erwarten ?
Nun, das sollte sich doch aus der Geometrie abschätzen lassen. Bei der gewählten symmetrischen dreieckigen Figur ergeben sich die Innenwinkel zu je 60°. Du hast dann also nicht zwei Meßstrecken im Winkel von 90°, sondern drei Meßstrecken im Winkel von 60°! Außerdem muß jeder Wandler bei (von ihm aus gesehen) +/-30° je eine Hauptstrahlrichtung besitzen, damit er jeweils seine beiden "Kollegen" sehen, äh hören kann. Alternativ bringst Du an jeder Ecke zwei Wandler an.
Du siehst, die "über Kreuz" Methode ist günstiger im Aufwand!
Ich wollte das einfach noch mal in die Diskussion einbringen, so ein Bild ist sicher wichtig für den Umgang mit den 40kHz Ultraschallwandlern.
Ein Wandler wird mit ca. 24 Perioden einer 5V Schwingung im Gegentakt (H-Brücke) angeregt und ein zweiter Wandler in 340mm Abstand empfängt das Signal. Die Schallaufzeit vom Sender bis zum Emfänger wären damit ja etwa 1ms.
Die Auflösung für das obere Signal ist 100mV/div für das untere 5V/div. Die Zeitauflösung ist 0,2ms/div.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=820
Aus dem Verhalten der Wandler lässt sich sicher etwas für den Einsatz bei der Windmessung ableiten. Es hilft vielleicht bei der Antwort, ob der Wandler mit Impulsen oder mit kontinuierlicher Ansteuerung betrieben werden soll.
Manfred
catweazlex
19.01.2006, 14:31
@Manf : ist das Oszillogramm Realtime 2-Kanal oder montiert ? Ich kann da die Schall-Laufzeit nicht rauslesen.
Das Problem scheint mir darin zu liegen, wie man am Empfänger entscheiden kann, wann und welche Signale angekommen sind.
Das Resonanzverhalten ist ja sehr schön zu sehen. Wo detektiert man die Ankunft ?
Hat jemand ein Oszillogramm in Phasenansicht RX/TX übereinander ?
mit oder ohne Modulation ?
Das Oszillogramm ist Realtime.
Die 1ms sind schon ablesbar, beide Wandler schwingen eben erst ein, sie halbe Amplitude wird damit erst nach 1,3-1,4ms erreicht.
Man sieht beim Sender das Nachgeben der Signalquelle, erst dann geht etwas raus, bei 1ms ist praktisch noch nichts da.
Das führt zu einer Totzeit, die leicht rechnerisch eliminiert werden kann.
Andere Probleme sind die geringe Steigung, die eine Präzise Messung sehr erschwert und die Sinusform einen einfachen Komparator zwischen der Erkennung aufeinander folgender Wellen springen läßt. Dieser Effekt ist hier beschrieben.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=23402#23402
Manfred
https://www.roboternetz.de/phpBB2/files/__h_t_.gif
Bei dem diesem Modell sind Störungen kaum zu erwarten und der Sensorabstand recht klein.
Größe : 142x160mm. Sensorabstand ca 100mm.
http://www.novalynx.com/images/200-7000.jpg
Wäre doch ein Anhaltspunkt zum Aufbau?
Die US-Wandler strahlen 45° nach oben auf die Mitte der Platte.
Warum?
:-k
Sie stehen dann der bewegten Luft die sie messen nicht so sehr im Weg und verwirbeln sie nicht ganz so stark.
Manfred
catweazlex
19.01.2006, 19:58
im Vergleich mit einem ähnlichen Gerät scheint hier die obere Platte als Reflektor der US-Strecke zu dienen. Vielleicht wird auch mit einem Sender jeweils 3 Empfänger versorgt.
Könnte das damit auch die Funktion eines Phasenarrays haben ?
...gübel grübel und studier....
Ein Phased Array wird hier glaube ich nicht benötigt. Punkt zu Punkt wird die Verzögerung benötigt. Am besten sendet man dazu jeweils nur mit einem Sender.
Man könnte nacheinander von jedem zu jedem Senden um mehr Daten zu gewinnen.
Man kann aber auch mit unterschiedlichen Frequenzen messen um die Eindeutigkeit der Phaseninformation zu gewährleisten. Mit den Frequenzen hat man wohl ausreichende Flexibilität.
Manfred
catweazlex
20.01.2006, 12:56
Hier ein Aufbau eines SODARS
Das SODAR-System ist ein akustisch arbeitendes Messverfahren, welches alle interessanten windspezifischen Größen automatisch und kontinuierlich erfasst. Drei generierte Schallimpulse werden nacheinander unter definiertem Winkel in drei Raumrichtungen ausgesendet. Das an Inhomogenitäten aus der Atmosphäre zurückgestreute Signal wird auf Dopplerverschiebung analysiert. Diese zeitaufgelöste Verschiebung ist ein Maß für die Windgeschwindigkeit aus einer definierten Messhöhe und beinhaltet die Messgrößen zur Errechnung der Windrichtung.
catweazlex
20.01.2006, 13:40
Für eine Abschätzung möchte ich die anfallenden Daten und Voraussetzungen zusammenstellen (ca. Werte )
Frequenz US 44kHz Periode 23us
Schallgeschw 340m/s Wellenlänge 8,6mm
Windgeschw. 0.1-60m/s i.e. Messdynamik 1:600
zu erwartende Frequenzverschiebung / Doppler bei 60m/s +-18% i.e. 53kHz-36Khz
Wenn mir hier keinRechenfehler unterlaufen ist dann ergibt sich die Frage ob der US-Sensor diese Frequenzen noch detektiert.
Bei einem ABstand TX/RX von ca.20mm müsste das Schallfeld stark genug sein um eventuelle Störungen zu überdecken.
Gibt es irgendwo Transducer mit genauen Datenblättern / Diagrammen?
catweazlex
20.01.2006, 14:03
Etwas einfacher als die Modulation mit Sägezahn / Dreieck ist FSK (frequenz-shift-keying) wobei nach einigen Perioden die Frequenz umgeschaltet wird. Beim Empfänger kann dieser Moment als Referenz zum Start/Stop der Messung benutzt werden.
Phasenmessung : bei der zu erwartenden Frequenzverschiebung ist eine Phasenmessung alleine zur Ermittlung der Windgeschwindigleit nicht anwendbar. Also bleibt nur Frequenzmessung evt. in Verbindung mit Phasenmessung.
Störungen wie durch Sidelobes / Reflexionen usw sind durch den Aufbau IMHO zu vernachlässigen und wohl kein Problem.
Praxis Versuch :
Impulspakete mit 100 Perioden a 25us, danach 100 Perioden a 20us aussenden. (10%) Sowohl der Übergang von 25 auf 20 als auch eine statistische Auswertung sollte eine wesentliche Verbesserung der Genauigkeit ergeben. Können auch Mehrfachpakete sein.
Während der Messung wird der a Wind in Betrag und Richtung als konstant angenommen.
Comments anyone ?
catweazlex
20.01.2006, 14:22
Hier ein Link zu Hexamite mit ausführlichen Daten / Diagrammen /Schaltungen. www.hexamite.com
HE2220TR für Windmessung arbeitet mit 220kHz.
HE 255 mit 25kHz
welche Frequenz wäre vorzuziehen und warum ?
Das an Inhomogenitäten aus der Atmosphäre zurückgestreute Signal wird auf Dopplerverschiebung analysiert.
Bei einem ABstand TX/RX von ca.20mm müsste das Schallfeld stark genug sein um eventuelle Störungen zu überdecken.
Hier kommen zwei Verfahren zusammen.
Wenn an bewegten Wetterfronten etwas reflektiert wird kommt es zu einer Dopplerverschiebung mit geänderter Frequenz.
Im 20cm Bereich gibt es diese Fronten nicht. Hier ändert sich bei konstantem Wind die Frequenz nicht. Die Übertragung geht je nach Wind etwas schneller oder langsamer aber mit konstanter Frequenz.
Die Phase ändert sich und kann speziell bei Übertragung in zwei Richtungen, hin und zurück, gemessen werden.
Mehrdeutigkeiten werden im allgemeinen duch die Messung bei mehreren Frequenzen (2) bestimmt, ("synthetische Wellenlänge" Wellenlänge der Differenzfrequenz der beiden Frequenzen).
Manfred
60m/s wollen wir nicht wirklich auf nem Schiff erleben ;-)
60m/s wollen wir nicht wirklich auf nem Schiff erleben ;-)Vor allem darf die Anzeige dann auch ruhig ein bisschen abweichen.
catweazlex
20.01.2006, 15:56
@sigo...yep, bei 60/ms = 216km/h = 120kn = 12Bf = Orkan oder so wirds jedem Seebär Angst und bange. Habe bisher max 62kn Bö erlebt.
Fürs Messen reicht ja vielleicht auch 40m/se, nur um zu sehen warum man Angst hat.
Beim Check der AVR fiel mir auf, daß die FSK-Demodulation wohl kaum per Software erledigt werden kann. Hat irgendwer eien simplen Hardware-Entwurf gesehen? Der Dynamikbereich um 500 macht mir noch etwas SOrgen!
Bei den AFU's gibts jede Menge aber für hier viel zu kompliziert.
wg: Dynamikbereich 1:500
Was haltet Ihr davon:
1 Sender, welcher dauerhaft rundum sendet (das geht)
3 Empfänger, welche dauerhaft das Signal empfangen
alle Frequenzen + Phasen gleichzeitig messen
Temperatureinflüsse auf die Phase würden kompensiert, da alle 3 Empfänger sich gleich verschieben und wir nur die Unterschiede betrachten, zus. Temperaturmessung kann natürlich auch nix schaden.
Das sollte im kleinen bis mittleren/gehobenen Windbereich sehr genau sein, also da wo man segelt und nicht "überlebt".
Bei sehr starkem Wind, wenn dann z.B: ein Wandler ausfällt, weil die Frequenzverschiebung zu groß ist (weger der 120° Anordnung, ist der Vektor ja max. bei 1 Wandler zu groß), könnte man entweder mit den verbleibenden arbeiten, oder aber mittels verschiedener Sendefrequenzen (fo+/-10% oder so), die Bandbreitenbegrenzung der Wandler umschiffen..
Da eine langsame Frequenzverschiebung des Senders sich immer auf alle Phasen gleich ausübt, kann man "dranbleiben" und verliert auch keine Perioden.
sigo
catweazlex
21.01.2006, 10:26
@sigo das muß man auch in Betracht ziehen. Bisher habe ich noch keine Hinweise auf ein Produkt gefunden,das die Messung so vornimmt. Kennst du eines ?
Hier der einzige Hinweis den ich gefunden habe http://de.wikipedia.org/wiki/Anemometer
Hinweis auf ein Produkt: Nein
In dem Wikipedia Artikel ist ja ziemlich genau beschrieben, wie das Teil mit den 4 Sensoren arbeitet. Offenbar mit der Laufzeitmessung. D.h. man erhält pro Sendung 3 Zeiten, und das reihum. D.h. nach 1 Runde hat man 12 Zeiten zur Verfügung und jeden der 6 Wege hin- und zurück gemessen.
catweazlex
21.01.2006, 14:30
ich will mir das mal zur Variante ThiesClima ansehen.
Ich hänge im Moment im Problembereich Timing/Genauigkeit.
Um 0.1m/s Wind Auflösung zu erreichen, muß ich die Frequenz/Phase auf 340x0,1=3400 Teile genau auflösen. Im Zeitbereich einer Phase bei 40kHz=25us wäre das um die 0.1° bzw. ca 7nS !!
Hab ich mich da verkalkuliert ?
Wenn nicht dann nur mit Hardware lösbar.
Hat jemand Vorschläge ?
8-[
Die Laufzeit für z.B. 34cm ist 1ms.
Die Auflösung von 1/3400 erhält man mit 0,3µs.
catweazlex
21.01.2006, 16:45
@Manf: deine Kalkulation hat hier wenig Relevanz, da hier die Differenz der Luftgeschwindigkeit mit einer Auflösung von 0,1m/s erfasst werden soll.
Der Abstand der Sensoren i.e. die absolute TOF geht nicht in die Rechnung ein. Wie die Sache aussieht habe wir es hier nicht mit Frequenz- sondern nur mit Phasenverschiebung zu tun.
:?: Wie messe ich diese Phasenverchiebung mit geforderter Genauigkeit ?
Der Abstand der Sensoren i.e. die absolute TOF geht nicht in die Rechnung ein.
Ich glaube wenn wir den Punkt klären können, dann kommen wir mit dem Messverfahren weiter. Eine Frequenzverschiebung ist es nicht, das ist richtig.
Es ist eine verlängerte oder verkürzte Zeit für die der Schall unterwegs ist wenn er sich mit oder gegen den Wind bewegt.
Je länger die Strecke ist und je länger damit der Schall mit dem (oder gegen den) Wind unterwegs ist, desto größer ist die Empfindlichkeit der Anordnung.
Die unterschiedliche Laufzeit wird bei konstanter Frequenz in eine Phasenverschiebung umgesetzt.
Zur Messung von Phasenverschiebungen nimmt man Phasendetektoren. Sehr schöne Beispiele dafür sind die Phasendetektoren des CD4046 der einen Phasendetektor von Typ 1 und von Typ 2 enthält.
Typ 1 ist eine einfaches EXOR Gatter das aus einer kontinuierlichen Phasenverschiebung eine Dreieckfunktion macht.
Typ 2 ist hier interessanter er wandelt eine kontinuierliche Phasenverschiebung in eine Rampenfunktion um.
Zur Funktion des Phasendetektors vom Typ2 nimmt man die beinen Signale deren Phasen man vergleichen möchte und formt sie zu Rechtecksignalen. Mit den negativen Flanken des einen Signals setzt man ein Flipflop und mit den negativen Flanken des anderen Signals setzt man es zurück. Am Ausgang des Filpflops erhält man damit ein PWM Signal das die Phasenverschiebung angibt.
Manfred
catweazlex
21.01.2006, 18:01
Dann wären wir etwa bei dem Prinzip wie schon gepostet:
Blockschaltbild eines Wandlers Phasendiff ->Impuls
Bleibt die Frage, womit man hinreichend genau die ankommenden Impulse detektiert. (Jitter/Hysterese)
An einem Präzisions Nulldurchgangsdetektor wird man wohl nicht vorbeikommen.
Wie sieht es mit der Digitalisierung aus ?
Ich habe mir einmal ein Spezialchip (time digital converter) von acam.de angeschaut. Der TDC-GP2 hat eine Auflösung von 65ps, Preis habe ich angefragt.
Vielleicht finden wir einen Weg der solchen Chip nicht benötigt. \:D/
Ich versuche mal ein Blockdiagramm zu entwerfen und im Simulator die Grenzwerte zu abzuschätzen.
Aus dem empfangenen Signal soll (zum Phasenvergleich) ein Rechtecksignal gebildet werden. Dazu benötigt man einen Komparator, einen schnellen Operationsverstärker (oder ein C-Mos Gatter).
Wenn man erst mal mal bei einer benötigten Zeitauflösung von 300ns bei 34cm Meßstrecke und Messung in einer Richtung bleibt werden keine besonders schnellen Schaltungen benötigt. Man könnte dafür einen Phasenkomparator in CMOS Technik einsetzen.
Warumdenn keine Frequenzverschiebung?
Sinussignal erzeugen
damit den US-Geber ansteuern
und dann das Signal mit dem empfangenen Signal überlagern und es ergibt sich eine hübsche eine Schwebungsfrequenz.
Da die Frequenz unabhängig von der Temperatur usw ist, hat man damit nix zu tun. Dito keine Laufzeitabhängigkeit.
Nun misst man noch die Freqeuenz des Schwebungssignals..
was ja sehr einfach geht..
Rechnung:
Bei 1 m/s Windgeschw. ergibt sich bei 44kHz US eine Frequenzverschiebung von 128Hz. Wenn man die hin- und Rückstrecke überlagert, kommt man sogar auf 256 Hz pro (m/s)
Wenn man die nicht toll zählen kann.
Bei einem Zähltor von 100ms, wären das dann 25 Impulse, bei 0,1m/s immerhin noch 2,5..
Wenn man das Ganze mit 200kHz Ultraschall macht, kommt man entsprechend auf ca. 10 Zählimpulse bei 0,1m/s oder man macht das Zeitfenster kleiner..
Bei 200kHz ergäbe ich eine Schwebungsfrequenz von 580Hz pro 1m/s bzw. hinundzurück sogar 1160Hz.
Das wären dann bei 60m/s 38500kHz einfach, oder 76500 doppelt, also 3850/7700 Zählimpulse pro 0,1s
Das wird wohl die Bandbreite des Ultraschallsensors sowieso nicht hergeben - die des Skippers auch nicht....
Auch hier könnte man aber die Frequenz des Senders am unteren/oberen Rand der Bandbreite anordnen/modulieren und so den Messbereich verdoppeln...
Und, die Dopplermethode funzt über- und unter Wasser gleich
Medium egal
1 Sender und 2,3,4 Empfänger..
Temperatur egal
Medium egal (wenn der Sensor es kann, sonst unterschiedliche Sensoren)
Laufzeit egal
Einseitige Erwärmung (Sonne) egal
Auswertung einfach
(überlagern, und mit 2,3,4 Zählern zählen
vmax: ? hängt von der Bandbreite des Sensors ab, tuts aber immer
Störsicherheit: ?
sigo
catweazlex
21.01.2006, 19:26
Herzlich wilkommen Sigo,
wir sitzen hier schon einige zusammen und es rauchen die Köpfe
einige meine es gibt keine Frequenzverschiebung, also keinen Doppler.
...Kopf kratz...bin eigentlich auch der Meinung....
wir haben schon eine Weile "gegoogelt"..
sollte man auf jeden Fall ausdiskutieren ( PN)
](*,) ](*,)
catweazlex
21.01.2006, 19:39
Anbei mal eine Link zu einer Grundsatzdiskussion.
Heftiger und wirklich grundsätzlicher Streit zum Verständnix 8-[
http://www.hifi-forum.de/index.php?action=browseT&back=1&sort=lpost&forum_id=72&thread=127&z=last
viel Vergnügen ( hatten wird auch)
noch ein Link http://gerhard.junker.info/publikationen/skripten/raumakustik.htm
..suche noch weiter
catweazlex
24.01.2006, 13:48
Nachdem sich langsam die Nebel gelichtet haben, steht das Konzept fest und wir werden das ganze in die Praxis umsetzen. i.e.
FMCW mit Sägezahnmodulierter US 40 / 200kHz.
Phasenmessung über PLL,
Auswertung via AVR
Ausgabe von Wind-Geschw/Winkel an LCD/NMEA.
Dank an alle , die sich an der "Wegfindung" beteiligt haben.
Möchte das jemand über eine Simulation(Labview..usw) verifizieren ?
Gruß Catweazle von der SY " Tabaluga" \:D/
FMCW mit Sägezahnmodulierter US
Wenn man von dem 40kHz Wandler ausgeht und die Frequenz über den Bereich von 2kHz verschiebt,
dann kann man das innerhalb von 10ms tun also 2kHz /10ms und erhält bei einer Laufzeit von 1ms eine Schwebung von 200Hz.
Dieses Signal besteht für 10ms also für die Dauer von 2 Perioden.
Wenn der Sweep 100ms dauert also mit 2kHz/100ms dann erhält man bei 1ms Laufzeit eine Schwebung von 20Hz.
Dieses Signal besteht für 100ms also für die Dauer von 2 Perioden.
Eine Tiefpassfilterung mit einer Frequenzmessung mit einer Auflösung von 1/3000 ist damit eher schwierig. Gibt es dazu schon einen Ansatz?
Nicht lieber diskrete Frequenzen CW mit Phasenmessung?
(Der Phasengang der Wandler ist bei FMCW mit Sägezahn genauso als Fehler drin und muss eliminiert werden.)
Manfred
H.A.R.R.Y.
24.01.2006, 14:44
Und was haben die so als Bandbreite angegeben?
catweazlex
25.01.2006, 22:24
Wer hat Datenblätter / Preise / Liefernachweis von US-Tranceivern ca 200Khz 8-[
Hallo catweazlex,
was die Frequenzverschiebung angeht, habt ihr die Frage ja schon gelöst. Sie wäre aber auch durch den Wikipedia-Artikel zu beantworten gewesen:
http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraschalldurchflusssensor
Gruss,
stochri
Ultraschalldurchflusssensoren messen die Geschwindigkeit eines strömenden Mediums (Gas, Flüssigkeit) mit Hilfe akustischer Wellen.
...
Beim Mitführeffekt müssen Ultraschalllaufzeiten mit Genauigkeiten im Nano- bis Pikosekunden-Bereich gemessen werden, hierfür kommt in technischen Geräten u.a. die sogenannte Pulsfrontmethode zum Einsatz. Die Laufzeit kann mit Hilfe eines digitalen Zählers bestimmt werden. Der Zähler wird beim Senden des Ultraschallpulses gestartet und gestoppt, wenn die Amplitude des Empfangssignals innerhalb eines Zeitfensters einen bestimmten Wert erreicht hat. Beschränkungen findet dieses Verfahren bei Störungen, die z.B. durch Kavitation bei hohen Fließgeschwindigkeiten auftreten können.
Von "http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraschalldurchflusssensor"
Ein sehr informativer Beitrag in Wiki, der sich mit der Messung der Geschwindigkeit eines strömenden Mediums (Flüssigkeit) mit Hilfe akustischer Wellen beschäftigt.
Die genannten Zahlenwerte sind für den Umgang mit strömenden Flüssigkeiten zu erwarten, genauso wie die Kavitation, die spontane lokale Verdampfung, von der bei Gasen bisher noch nicht berichtet wurde O:) .
Wiki ist wirklich sehr gut und es steigert seine Qualität ständig, so eine kleine Inkonsistenz wird laufend vorkommen. Das war nicht gemeint um die Entwickler von Windmesssensoren zu verunsichern, oder?
Manfred
catweazlex
25.01.2006, 23:25
Jojo...war schon klar soweit. :mrgreen:
Ich fand den anderen Link aber vieeeel lustiger...von wegen Pressluft im Lautsprecher :-&
H.A.R.R.Y.
26.01.2006, 12:37
Die Tage habe ich bei RS welche gesehen, die auf etwa 200kHz arbeiten. Schau mal selbst nach: http://www.rsonline.de/cgi-bin/bv/home/Home.jsp?cacheID=deie
Sonst sind mir noch keine aufgefallen.
catweazlex
26.01.2006, 14:06
Danke harry. MURATA MA200A1 scheint ok, nur der Preis >30 Teuronen :frown:
Wir experimentieren vorerst mit ein paar Schalungsentwürfen bei 40kHz und werden dann sehen was 200kHz bringt. Leider sind keine Phasendiagramme und Frequenzdiagramme angegeben. Ich werde mal nachforschen.
Ich untersuche im Moment, ob der Einsatz von RML in Frage kommt.
Vorerst werden die Konzepte mit Phasenauswertung geprüft .
H.A.R.R.Y.
26.01.2006, 16:30
Notfalls die Wandler selbst ausmessen. Liest Du mal hier mit: https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=16207
Ist zwar für 40kHz-Wandler, aber sinngemäß gilt es auch für die anderen Typen.
Murata hat übrigens auch eine web-page: http://www.murata.com/
Die genannten Zahlenwerte sind für den Umgang mit strömenden Flüssigkeiten zu erwarten, genauso wie die Kavitation, die spontane lokale Verdampfung, von der bei Gasen bisher noch nicht berichtet wurde Angel .
Hallo Manf,
man merkt schon, Du schaust da sehr genau hin !
Ich habe mir mal die Mühe gemacht, das ein wenig zu korrigieren. Schöner wäre es natürlich, wenn man die exakten Formeln und Größenordnungen hinschreiben würde, aber dazu bin ich grade zu faul.
Das war nicht gemeint um die Entwickler von Windmesssensoren zu verunsichern, oder?
Ähm, bin mir jetzt nicht ganz sicher wie Du das meinst, aber eigentlich sollte das Pirnzip ja so ziemlich das gleiche sein.
Mal was anderes: Als passionierter US-Reflektor-Konstrukteur: Was hältst Du von diesem Reflektor https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?p=152304#152304 und läst sich die Aussage so halten, dass er beim Sender oder Empfänger angebracht wird? Ich meine eher nicht.
Gruss,
stochri[/quote]
Zum Duplex Wandler werde ich gleich auch noch etwas herausbringen. Einen Teil gab es ja schon bei dem Mülleimerdeckel.
Wenn man bündeln möchte, dann wird man es vorteilhaft beim Senden und beim Empfangen tun. Der Richteffekt wird ja dabei stärker.
Man muss dann eben eine Signalweiche einführen mit der man etwas mehr mit Analogtechnik zu tun hat, ganz nach Datenblatt geht es dabei nicht.
Ich finde den Artikel übrigens sehr gut, er wurde auch schon im Roboternetz zitiert und ist auch schon eine ganze Reihe von Jahren alt. Eine selbstgebaute Antenne für Schall war damals kaum üblich und ist es wohl auch jetzt noch nicht.
Manfred
catweazlex
26.01.2006, 18:57
@harry :
wo genau hattest du die Phase-/Impedanz Diagramme von MA200A1 auf deiner angegebenen www.Murata.com gefunden ?
:shock:
http://www.rsonline.de/elektronische-bauelemente-de/139536246-ultraschall-sensoren-sensoren-prozessautomation-ma200a1-ultraschallsensor.html
Unter "techn. Info" stehen im Datenblatt der Frequenzgänge für Wandler.
Es sind allerdings gemischte Datenblätter für 40kHz und 200kHz Wandler und die Daten über der Frequenz sind hier nur für 40kHz Wandler angegeben.
catweazlex
26.01.2006, 20:30
Der weitere Verlauf der Entwicklung am Ultraschall-Anemometer wird als Projekt
ANEMOUS (gr.Winde )
auf einer eigenen Webseite begleitet und dokumentiert.
Alle die an diesem Projekt [glow=red:a78f66deb6]AKTIV[/glow:a78f66deb6] mitarbeiten möchten, können sich ab 1.3.2006 per PM anmelden und die Zugangsdaten/Kennwort für den Entwicklerbereich erfragen.Bitte gebt in der PM an wie ihr euch die Mitarbeit vorstellt, i.e. wo eure Spezialgebiete liegen.
Gruß
catweazle
Schön, viel Erfolg, ich hoffe wir hören hier dann noch vom weiteren Verlauf im allgemeinen wie Kenndaten und am Ende ein Bild vom Gerät.
Wenn es im Verlauf noch Fragen gibt, kann man ja auch weiter diskutieren.
Manfred
H.A.R.R.Y.
27.01.2006, 10:48
@catweazlex:
Gefundne jhabe ich sie nicht, weil ich nicht danach gesucht habe - dachte, der Link könnte hilfreich sein. Falls da nix zu holen ist, dann gibt es vielleicht den Hinweis auf einen Distributor, der die Datenblätter üblicherweise rausrückt.
catweazlex
27.01.2006, 18:13
Ich stelle hier mal ab und zu ein "Nebenprodukt" unserer Arbeiten als Info rein. Ich hoffe es ist für den einen oder anderen von Nutzen.
USING CODED SIGNALS TO BENEFIT FROM
ULTRASONIC SENSOR CROSSTALK
IN MOBILE ROBOT OBSTACLE AVOIDANCE
http://www-personal.engin.umich.edu/~johannb/Papers/paper87.pdf
catweazlex
29.01.2006, 14:15
Simple Real-time Sonar with the DSP56824
http://dsplabs.utt.ro/~micha/research/pdfs/AN2086.pdf
*wir suchen Infos/Spezialisten zum Bereich Impedanzen an US-Sendern*
Gruß
catweazle
*wir suchen Infos/Spezialisten zum Bereich Impedanzen an US-Sendern* Dann stelle doch hier im technischen Forum lieber die Fragen direkt, wenn es nicht geheim ist.
Manfred
Zum Stand der Diskussion zu Wandlern und der Phasenmessung.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=16515
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?t=16207
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=824
catweazlex
29.01.2006, 17:24
Geheim ? nein wirklich nicht.
Problemkreis wie folgt :
Wir möchten das Verhalten der elktr. Impedanz eines US-Tx im Nahbereich unter Resonanzbedingungen im besonderen unter Berücksichtigung der akustischen Rückwirkung auf diese abschätzen.
Ziel ist einenWandler zu finden, bei dem diese Rückwirkung möglichst groß ist, ie. Phasen-Veränderung einer stehenden Welle im Bereich 4lambda am Wandler lektronisch zu messen.
Wie ich in einem ander OT gesehen habe beschäftigt ihr euch recht teifgehend mit der Eigenschaft von Wandlern.
Leider gab es ebi Murata auch nach Anfrage diesbezügleich keine Aukunft.
Könnt ihr uns weiterhelfen ?
Gruß
catweazle
Die üblichen preiswerten 40kHz Wandler sind ja auf eine gute Kopplung mit der Umgebung optimiert, seit etlichen Jahren.
Man darf den Wandler eben nur elektrisch lose ankoppeln, wenn man die äußere Kopplung in der Rückwirkung noch mesen will.
Das kommt ja in dem Bild im Vergleich der beiden linken Kurven bei 40kHz zum Ausdruck.
Ob das reicht hängt von der Anwendung ab.
Manfred
https://www.roboternetz.de/phpBB2/zeigebeitrag.php?p=62747#62747
https://www.roboternetz.de/phpBB2/album_pic.php?pic_id=427
catweazlex
29.01.2006, 18:17
Nachfolgender Graph verdeutlicht meine Anfrage :
Transducer MURATA MA40S
Hieraus wird ersichtlich, daß sich mit steigendem Abstand zwischen Sender und Reflexionsfläche und damit verändertem Phasenwinkel zwischen gesendetem und reflektiertem Signal auch der Impedanzwinkel des Ultraschalltransducers ändert.
Insbesondere fällt auf, daß sich Kurvenabschnitte mit großer Steigung (δϕ/δd = max) periodisch im Abstand der halben Wellenlänge des Ultraschallsignals (ca. 9mm bei 40kHz) wiederholen. Dies deutet auf ein Durchlaufen des Resonanzzustandes bei einer Distanz von jeweils n·λ/2 hin.
Wie sieht das anderen Sendern aus?
Kann man dort auch eine deutliche Impedanzänderung unter Einwirkung des Reflexionssignals erwarten?
Gibt es Graphen für erhältliche Sender 40/100/200/1000 kHz?
Wie müßte eine Anpassung der Lastimpedanz aussehen, damit diese die elektrisch/mechanischen Reflexionen aufnimmt?
Es ist nachvollziebar, dass die Kurve einen derartigen Wellenförmigen Verlauf mit der Periode einer halben Wellenlänge hat. Erstaunlich, dass sie so stark von einer periodischen Kurve abweicht.
Es wird sich grundsätzlich nachmessen lassen. Man könnte auch je nach interessierenden Bereich den Reflektor noch etwas formen.
Wenn Du fragst wie die Lastimpedanz aussehen soll, dann hast Du sie nicht selbst gemessen. Wo stammt die Messung her? Aus einer Applikation ?
Die elektrische Ankopplung könnte beispielsweise hochohmig ausgeführt werden, über einen hohen Widerstand mit Spannungsmessung am Wandler.
Manfred
catweazlex
29.01.2006, 22:32
Ich kann an den Antworten kein Bezug zu meien Postings erkennen..oder ich bin blind.
Hieraus wird ersichtlich, daß sich mit steigendem Abstand zwischen Sender und Reflexionsfläche und damit verändertem Phasenwinkel zwischen gesendetem und reflektiertem Signal auch der Impedanzwinkel des Ultraschalltransducers ändert.
Hat diese Änderung etwas mit der Art der Signalauskoppung zu Messung zu tun?..oder mit dem Amplitudenverlauf über die Frequenz ( Oszillogramm)?
Bitte um Erleuchtung
8-[
Du hast eine Kurve die die Phase der Wandlerimpedanz über dem Abstand zu einem Reflektor darstellt.
Selbst gemessen, irgenwo her? Messschaltung unbekannt?
Vorschlag für Messschaltung: Hochohmig an Quelle schalten und Spannung am Wandler messen.
Die anderen Fragen beziehen sich auf andere Wandler. Die sollten den Effekt nicht ganz so deutlich zeigen, diese Aussage ist aber wegen knapper Daten nicht gut zu begründen.
Manfred
Hallo,
läuft die Entwicklung des Ultraschall-Anemometer noch?
Gruß
Thomas
catweazlex
01.06.2006, 20:05
Ser US-Anemometer ist im "Rohbau" fertiggestellt und wird z.Zt. einem Praxistest unterworfen. Unterlagen hierzu ab Juli verfügbar.
Hallo,
wie sieht es mit dem US Anemometer aus? Auf folgender Seite http://trekker.customer.netspace.net.au/wind.htm habe ich auch ein US Anemometer gefunden. Ein erfolgreicher Nachbau ist auf http://www.dc3yc.homepage.t-online.de/anemometer.htm zu finden.
MfG
Tom
Und dann kommt nichts mehr...
oder doch?
http://www.technik.dhbw-ravensburg.de/~lau/ultraschall-anemometer.html
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