Ultraschalldistanzmesser

[Manf]

Mein Aufbau hat das Problem das exakt nach den 8 Burstpulsen der Empfangswandler einen ziemlich satten Impulszug abliefert und der dauert etwa 1,5ms.

Bilder und bessere Infos kommen noch.

Funktioniert die Kopplung wirklich über Luft? Wie sieht die Spannung am Sende-Wandler nach dem Abschalten aus? Hat sie die selbe Form und Dauer wie das Störsignal?
So ein langes kräftiges Nachschwingen des Senders müßte doch elektrisch am Sender meßbar sein. Wo bleibt die Energie? vieleicht auch im Träger? (der bei unterschiedlicher Ausrichtung unterschiedlich angeregt wird)?

Bei meinen Experimenten habe ich mehrfach absichtlich Empfangswandler und Sendewandler vertauscht.
die horizontalen Richtdiagramme ... Die sind ja leider in keinem Datenblatt zu finden. Da stehen nur die vertikalen Diagramme.

Ich habe mir schon eine Reihe von Systemen von innen angesehen, es waren dabei keine grundsätzlichen Unterschiede zwischen Sendern und Empfängern erkennbar(natürlich unterscheiden sich die Elektret Wandler und die Piezo Wandler.).
Im Datenblatt der Piezowandler sind Unterschiede beim Phasen und Impedanzverlauf eingezeichnet. Sie liegen aber im angegebenen Toleranzbereich für Sender und Empfänger. http://www.robot-electronics.co.uk/d...ts/t400s16.pdf

Auch in der Richtung vertikal und horizontal unterscheiden sie sich in der Konstruktion nicht bezüglich der Abstrahlung. Der Koppelkonus der Piezowandler ist kreisrund wie das Gehäuse. Messungen an einzelnen Exemplaren haben auch keine deutlichen Unterschiede gezeigt.
Manfred

[H.A.R.R.Y.]

Funktioniert die Kopplung wirklich über Luft?

Jawoll. Sobald ich den Sendewandler abtrenne ist Ruhe. Keine Verkopplung innerhalb der Schaltung.

Wie sieht die Spannung am Sende-Wandler nach dem Abschalten aus? Hat sie die selbe Form und Dauer wie das Störsignal?

Nein, sie zeigt noch einige übersteuerte Impulse (die Schutzschaltung des AVR kappt bei etwa 5,7V und -0,7V), danach fällt sie recht schnell auf 0 ab.

Wo bleibt die Energie? vieleicht auch im Träger?

Mechanische Resonanz der Trägerplatine möchte ich ausschliessen, da auch ein mechanisch nicht gekoppelter Empfangs-Wandler den Effekt zeigt. Der hängt einfach nur vorne am Oszi-Tastkopf und ist mechanisch nicht mit der Anordnung verbunden. Außerdem müßte simples Anfassen der Platine die mechanishce Energie beeinflussen aber auch da war kein Effekt nachzuweisen. Die Anschlußdrähte der Wandler zur Steckvorrichtung an der Haupt-Platine habe ich ebenfalls mehrfach verbogen und angefasst, ebenfalls ohne Resultat.

Auch in der Richtung vertikal und horizontal unterscheiden sie sich in der Konstruktion nicht bezüglich der Abstrahlung. Der Koppelkonus der Piezowandler ist kreisrund wie das Gehäuse. Messungen an einzelnen Exemplaren haben auch keine deutlichen Unterschiede gezeigt.

Mit "horizontal" meinte ich - mißverständlich - die Rosette radial vom Wandler nach aussen in der Ebene der Wandler-Rückwand/Trägerplatine. Das ist also nicht die klassische Richt"keule" der Wandler sondern die Richtung quer dazu.

Meine gestrigen Experimente benutzten zwei Wandler ohne Trägerplatine. Zuerst war die Ausrichtung identisch zu der mit der Platine, dann habe ich den Empfangswandler um seine Symmetrieachse (auch die des Koppelkonus) gedreht. Beide Stirnflächen behielten ihre parallele Ausrichtung und ihren Abstand. Die Störung ließ sich präzise Ausnullen. Erinnert an die Richtcharakteristik einer Schleifenantenne...

Danke auch für den Link zum Datenblatt, welches ich schon aus anderer Quelle in der Sammlung habe. Die von mir benutzten "alten" Wandler entsprechen vom Aussehen her den 2. von links; die "Reichelt"-Wandler dem ganz rechts. Die gezeigte Richtcharakteristik gilt um den Wandler herum mit 180° an der Rückseite. Ich spreche vom fehlenden dazu senkrechten Diagramm um die Gehäusewand herum (270° -> 90° -> 270°). Das macht zwar theoretisch keinen Sinn aber praktisch scheint es doch Auswirkungen und möglicherweise Unterschiede zu geben (s.o.)!

[Manf]

Ich habe mir mal ein paar Wandler mit ihrem radailen Abstrahlverhalten angesehen, frei Handmessung. Es ist also mehr eine Schätzung als eine konkete Messung.
Die Dämpfung wurde gemessen relativ zum gleichen Abstand (ca. 4cm) in Hauptstrahlrichtung. Gemessen wurde gewobbelt über den Bereich 40kHz +-3kHz mit zwei unterschiedlichen Wandlern als Empfänger.

Einige halten sich ganz gut ans Diagramm mit -30dB +-3dB.

Über den Winkel (um die Symmetrieachse des Wandlers) war es gemischt, innerhalb von +-3dB. Dabei trat bezüglich der Anschlüsse mitunter auch stärkere Abstahlung in (++)-> Richtung auf als in ( : )-> Richtung.

Einer war dabei, der radial stärker gestahlt hat bis ca. -22dB.

Ist es möglich, dass die Störung dadurch bedingt ist? Bei -22dB bei 2 Wandlern wäre das eine Kopplung von -44dB und die Dauer von 1,5ms wären 60 Schwingungsperioden bei 40kHz. (Minus ca. 5 Perioden für die Laufzeit.) Ich will die genannten Zahlen nicht festschreiben oder überbewerten aber so richtig überzeugt bin ich nicht. Es wäre schon interessant, was das für ein Effekt ist.
Manfred

[H.A.R.R.Y.]

Auf den Effekt bin ich auch schon neugierig aber bevor ich weiter rate, will ich erst mal eine vernünftige Mechanik zusammenstellen um die Richtcharakteristiken zu messen. Mir schwebt ein kleiner drehbarer Tisch vor, im Fischer-Technik-Kasten ist da sicher noch was brauchbares. Es wird aber leider einige Zeit dauern, bis ich dazu komme.