ملخص المقال: أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
1. تحظى أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية MaxBotix بتقدير كبير في مجتمع الروبوتات وتستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات.
تتم معايرة هذه المستشعرات لتقليل تباين الأداء بين أجزاء من نفس النموذج ، مما يجعلها خيارًا موثوقًا للعديد من المشاريع.
2. عند اختيار مستشعر بالموجات فوق الصوتية لقياس السائل ، يوصى باختيار واحد مع نطاق أكبر بنسبة 25 ٪ على الأقل من المسافة القصوى المتوقعة. للقياس الجاف ، ينصح نطاق أكبر بنسبة 50 ٪ على الأقل.
هذا يضمن قياسات دقيقة وموثوقة في ظروف مختلفة.
3. المستشعرات بالموجات فوق الصوتية لها عدة مزايا على أنواع أخرى من أجهزة الاستشعار. إنهم يعملون باستخدام الموجات الصوتية ولا يتأثرون بالعديد من العوامل البيئية.
من حيث الموثوقية ، تعتبر المستشعرات بالموجات فوق الصوتية متفوقة على أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء (IR). ومع ذلك ، إذا كانت التكلفة عاملًا مهمًا ، فقد تكون أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء خيارًا أكثر ملاءمة.
4. تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع كمستشعرات قرب في صناعات مختلفة.
تم العثور عليها في تكنولوجيا السيارات ذاتية السيارات ، وأنظمة السلامة المضادة للبقاء ، وأنظمة الكشف عن العقبات الآلية ، وتكنولوجيا التصنيع.
5. على الرغم من فائدتها ، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية لديها بعض العيوب.
وتشمل هذه مسافة اختبار محدودة ، وقراءات غير دقيقة ، وطرق المسح غير المرنة. ومع ذلك ، يمكن تخفيف هذه العيوب مع الأدوات والتقنيات الصحيحة.
6. هناك ثلاثة أنواع أساسية من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: القرب المنتشر ، عاكسة رجعية ، ومن خلال الشعاع.
كل نوع له مزايا وتطبيقاته الخاصة. ديتمان & جرير هو مورد لهذه المستشعرات بالموجات فوق الصوتية.
7. يكمن الفرق الأساسي بين أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية في HC-SR04 و Ping في تكوينات الدبوس الخاصة بهم.
يحتوي مستشعر Ping على ثلاث دبابيس ، في حين يحتوي HC-SR04 على أربعة دبابيس. دبابيس الإشارة على HC-SR04 منفصلة للمرسل (TRIG) والمستقبل (ECHO).
أسئلة وأجوبة:
1. أي مستشعر بالموجات فوق الصوتية يعتبر الأفضل?
تحظى أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية MaxBotix بتقدير كبير في مجتمع الروبوتات من أجل موثوقيتها ومعاينتها.
2. كيف أختار المستشعر بالموجات فوق الصوتية الصحيح لقياس السائل?
يوصى باختيار مستشعر بمدى أكبر بنسبة 25 ٪ على الأقل من مسافة القياس القصوى المتوقعة.
3. هل أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء?
نعم ، إذا كانت الموثوقية عاملاً حاسماً ، فإن المستشعرات بالموجات فوق الصوتية تعتبر أكثر موثوقية من أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء.
4. ما هي بعض تطبيقات أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية?
تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية على نطاق واسع في تكنولوجيا السيارات ذاتية السيارات ، وأنظمة السلامة المضادة للقوائم ، وأنظمة الكشف عن العقبات الآلية ، من بين تطبيقات أخرى.
5. ما هي عيوب استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية?
تشمل العيوب الشائعة مسافة اختبار محدودة وقراءات غير دقيقة وطرق المسح الضار. ومع ذلك ، يمكن التغلب على هذه الأدوات والتقنيات الصحيحة.
6. ما هي الأنواع المختلفة من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية?
الأنواع الأساسية الثلاثة من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي القرب المنتشر ، والانعكاس الرجعية ، والشعور من خلال.
7. ما هو الفرق بين أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية من HC-SR04 و Ping?
يكمن الاختلاف الأساسي في تكوينات الدبوس الخاصة بهم. يحتوي HC-SR04 على دبابيس إشارة منفصلة للمرسل والمستقبل ، بينما يحتوي مستشعر PING على دبوس إشارة ثنائية الاستخدام.
8. هل يمكنك التوصية بأي موردين من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية?
ديتمان & Greer هو مورد موثوق به لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية ، ويقدم أنواعًا مختلفة لتلبية المتطلبات المختلفة.
9. كيف تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية?
تنبعث أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الموجات الصوتية وقياس الوقت الذي يستغرقه الأمواج لترتد بعد ضرب كائن. ثم يتم استخدام هذه المعلومات لحساب المسافة إلى الكائن.
10. يمكن استخدام أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية في البيئات الرطبة?
نعم ، تم تصميم بعض المستشعرات بالموجات فوق الصوتية لتكون مقاومة للماء ويمكن أن تعمل بشكل جيد في البيئات الرطبة.
11. هل أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية مناسبة للاستخدام في الهواء الطلق?
نعم ، تم تصميم العديد من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية لتحمل الظروف الخارجية ويمكن استخدامها بفعالية في التطبيقات الخارجية المختلفة.
12. يمكن أن تقيس أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية كائنات متعددة في وقت واحد?
بشكل عام ، تكون أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية قادرة على اكتشاف كائنات متعددة ضمن نطاق الاستشعار. ومع ذلك ، قد تختلف دقة القياسات في مثل هذه الحالات.
13. هل أجهزة استشعار بالموجات فوق الصوتية تتأثر بتغيرات درجة الحرارة?
يمكن أن تؤثر التغيرات في درجات الحرارة القاسية على أداء أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية. من المهم اختيار أجهزة استشعار مناسبة لنطاق درجة الحرارة المقصود.
14. يمكن استخدام أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية لقياسات دقيقة?
بينما توفر أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية قياسات عن بعد ، قد تختلف الدقة بناءً على عوامل مثل شكل الكائن والزاوية والظروف البيئية.
15. يمكن أن تكتشف أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أشياء شفافة?
تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية بشكل جيد للكشف عن معظم الأشياء الصلبة ولكن قد تواجه تحديات في اكتشاف مواد شفافة أو عاكسة للغاية.
32 “الارتفاع =” 32 “] أي مستشعر بالموجات فوق الصوتية هو الأفضل
أجهزة استشعار الموجات فوق الصوتية MaxBotix هي المفضلة في مجتمع الروبوتات من التطبيقات ذات الحجم الكبير إلى السوق التعليمية. على عكس العديد من البدائل الأخرى منخفضة التكلفة ، نقوم بمعايرة أجهزة استشعارنا لتقليل تباين الأداء بين أجزاء من نفس الرقم.
مخبأة
32 “الارتفاع =” 32 “] كيف أختار جهاز استشعار بالموجات فوق الصوتية
بالنسبة لتطبيقات القياس السائل ، نوصي باختيار مستشعر بمجموعة أكبر بنسبة 25 ٪ على الأقل من مسافة القياس القصوى المتوقعة المتوقعة. لتطبيقات القياس الجاف ، نوصي بمستشعر ذو نطاق أكبر بنسبة 50 ٪ على الأقل من مسافة القياس القصوى المتوقعة المتوقعة.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو مستشعر أفضل من المستشعر بالموجات فوق الصوتية
تعمل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية باستخدام موجات صوتية ، لا تتأثر اكتشاف العقبات بالعديد من العوامل. إذا كانت الموثوقية عاملاً مهمًا في اختيار المستشعر الخاص بك ، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أكثر موثوقية من أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء. إذا كنت على استعداد للتنازل عن الموثوقية للتكلفة ، فإن أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء مثالية لتطبيقك.
32 “الارتفاع =” 32 “] أي مستشعر بالموجات فوق الصوتية يستخدم على نطاق واسع
يتم استخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية في المقام الأول كمستشعرات القرب. يمكن العثور عليها في تكنولوجيا السيارات ذاتية السيارات وأنظمة السلامة المضادة للبقاء. تستخدم أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية أيضًا في أنظمة الكشف عن العقبات الآلية ، وكذلك تكنولوجيا التصنيع.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي 3 عيوب باستخدام أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
تشمل بعض العيوب الشائعة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية مسافة اختبار محدودة وقراءات غير دقيقة وطرق المسح الضوئي غير المرنة. ومع ذلك ، يمكن تخفيف كل هذه العيوب وحتى التغلب عليها مع أدوات وتقنيات NDT الصحيحة.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هما النوعان من المستشعر بالموجات فوق الصوتية
ديتمان & يزود Greer العملاء الذين لديهم ثلاثة أنواع أساسية من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية: القرب المنتشر ، عكس الرجعية والشعبية.أجهزة استشعار القرب من الموجات فوق الصوتية.أجهزة استشعار عاكسة بالموجات فوق الصوتية.مستشعرات بالموجات فوق الصوتية.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو الفرق بين HC SR04 ومستشعر Ping بالموجات فوق الصوتية
يحتوي المستشعر بالموجات فوق الصوتية على نسختان: Ping (3-Pin) أو HC-SR04 (4-Pin). كلا الإصدارين يحتويان على دبابيس GND و VCC. يحتوي Ping على دبوس إشارة مزدوج يمكن استخدامه كدخل ومخرج. يحتوي HC-SR04 على دبابيس إشارة منفصلة: واحد للمرسل (TRIG) وواحد للمستقبل (ECHO).
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي الأنواع الأربعة الأربعة الرئيسية المختلفة من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية المستخدمة حاليًا
هناك أربعة أنواع مختلفة من أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية موجودة حاليًا.مفاتيح القرب بالموجات فوق الصوتية 2 نقطة.أجهزة استشعار عاكسة بالموجات فوق الصوتية.الموجات فوق الصوتية من خلال أجهزة استشعار الشعاع.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما الذي لا يمكن اكتشاف المستشعر بالموجات فوق الصوتية
للكشف عن الوجود ، تكتشف أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الأشياء بغض النظر عن اللون أو السطح أو المادة (ما لم تكن المادة ناعمة جدًا مثل الصوف ، حيث تمتص الصوت.) للكشف عن العناصر الشفافة وغيرها من العناصر التي قد تفشل فيها التقنيات البصرية ، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي خيار موثوق.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو الفرق بين مستشعر الموجات فوق الصوتية 4 دبوس ومستشعر الموجات فوق الصوتية 3 دبوس
يبدو أن دبوس 3 يحتوي على دبوس إشارة واحد (كل من الإدخال والمخرجات) ويحتوي دبوس 4 على دبابيس إشارة منفصلة (مشغل وصدى).
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي المسافة القصوى التي يمكن لمستشعرها بالموجات فوق الصوتية اكتشاف كائن
أنها لا تقيس أبعد من حوالي 70 قدم (21 متر). أنها لا تقيس بمعدلات تكرار عالية جدا. بسبب سرعة قيود الصوت ، يكون أسرع معدل 200 هرتز على مسافة كحد أقصى يبلغ حوالي 24 بوصة.
32 “الارتفاع =” 32 “] وهو أفضل HC-SR04 أو TOF10120
TOF10120 أصغر بكثير من HC-SR04. بينما يسافر الضوء بشكل أسرع بكثير من الصوت ، يستجيب TOF10120 بشكل أسرع بكثير من HC-SR04. يحتوي HC-SR054 على مجال رؤية أوسع ، والذي قد يكون أو لا يكون عيبًا ، اعتمادًا على طلبك. يمكن استخدام TOF10120 مع 3.3-Volt أو 5-Volt Logic.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي عيوب المستشعرات بالموجات فوق الصوتية
تشمل بعض العيوب الشائعة لأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية التقليدية مسافة اختبار محدودة وقراءات غير دقيقة وطرق المسح الضوئي غير المرنة.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما يمكن أن يكتشف مستشعر الموجات فوق الصوتية
للكشف عن الوجود ، تكتشف أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية الأشياء بغض النظر عن اللون أو السطح أو المادة (ما لم تكن المادة ناعمة جدًا مثل الصوف ، حيث تمتص الصوت.) للكشف عن العناصر الشفافة وغيرها من العناصر التي قد تفشل فيها التقنيات البصرية ، فإن أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية هي خيار موثوق.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو الفرق بين مستشعر الموجات فوق الصوتية Ping و HC-SR04
يحتوي المستشعر بالموجات فوق الصوتية على نسختان: Ping (3-Pin) أو HC-SR04 (4-Pin). كلا الإصدارين يحتويان على دبابيس GND و VCC. يحتوي Ping على دبوس إشارة مزدوج يمكن استخدامه كدخل ومخرج. يحتوي HC-SR04 على دبابيس إشارة منفصلة: واحد للمرسل (TRIG) وواحد للمستقبل (ECHO).
32 “الارتفاع =” 32 “] إلى أي مدى يمكن اكتشاف HC-SR04
2 سم إلى 400 سم
يستخدم مستشعر الموجات فوق الصوتية HC-SR04 السونار لتحديد مسافة كائن مثلما تفعل الخفافيش. إنه يوفر اكتشافًا ممتازًا لمجموعة غير الاتصال بدقة عالية وقراءات مستقرة في حزمة سهلة الاستخدام من 2 سم إلى 400 سم أو 1 “إلى 13 قدمًا.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو الفرق بين HC-SR04 ومستشعر الموجات فوق الصوتية بينج
يحتوي المستشعر بالموجات فوق الصوتية على نسختان: Ping (3-Pin) أو HC-SR04 (4-Pin). كلا الإصدارين يحتويان على دبابيس GND و VCC. يحتوي Ping على دبوس إشارة مزدوج يمكن استخدامه كدخل ومخرج. يحتوي HC-SR04 على دبابيس إشارة منفصلة: واحد للمرسل (TRIG) وواحد للمستقبل (ECHO).
32 “الارتفاع =” 32 “] ما مدى موثوقية المستشعر بالموجات فوق الصوتية
على سبيل المثال ، فإن مستشعر مستوى المياه بالموجات فوق الصوتية يقرأ نطاقًا كاملًا يبلغ 12 قدمًا أو 144 بوصة سيكون له دقة ± 0.144 بوصة (في درجة الحرارة المحيطة والظروف الخاضعة للرقابة). نفس المستشعر الذي يقرأ مسافة 75 بوصة سيكون له دقة ± 0.075 بوصة.
32 “الارتفاع =” 32 “] لماذا تفشل أجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية
ضعف موقع تثبيت مستشعر المستشعر بالموجات فوق الصوتية
التثبيت بالقرب من الأهداف غير المرغوب فيها المحتملة ، مثل الأنابيب أو تدفقات ملء أو حتى جدران الخزانات ، إذا لم تكن سلسة ، يمكن أن تسبب قراءات خاطئة أو غير مستقرة.
32 “الارتفاع =” 32 “] إلى أي مدى يمكن أن يكتشف مستشعر الموجات فوق الصوتية
أنها لا تقيس أبعد من حوالي 70 قدم (21 متر). أنها لا تقيس بمعدلات تكرار عالية جدا. بسبب سرعة قيود الصوت ، يكون أسرع معدل 200 هرتز على مسافة كحد أقصى يبلغ حوالي 24 بوصة. إنهم لا يعملون بدقة في بيئات البخار التي تغير سرعة الصوت من الهواء.
32 “الارتفاع =” 32 “] مدى دقة HC-SR04
يعمل مستشعر HC-SR04 بشكل أفضل بين 2 سم-400 سم (1" – 13 قدمًا) خلال مخروط 30 درجة ، وهو دقيق لأقرب 0.3 سم.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما مدى دقة مستشعر الموجات فوق الصوتية HC-SR04
يعمل مستشعر HC-SR04 بشكل أفضل بين 2 سم-400 سم (1" – 13 قدمًا) خلال مخروط 30 درجة ، وهو دقيق لأقرب 0.3 سم.
32 “الارتفاع =” 32 “] مدى دقة مسافة المستشعر بالموجات فوق الصوتية
على سبيل المثال ، فإن مستشعر مستوى المياه بالموجات فوق الصوتية يقرأ نطاقًا كاملًا يبلغ 12 قدمًا أو 144 بوصة سيكون له دقة ± 0.144 بوصة (في درجة الحرارة المحيطة والظروف الخاضعة للرقابة). نفس المستشعر الذي يقرأ مسافة 75 بوصة سيكون له دقة ± 0.075 بوصة.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هو عيب الموجات فوق الصوتية
عيوب تقنيات الاختبار بالموجات فوق الصوتية:
أغلى من الطرق الأخرى. من الصعب استخدامها على مواد رقيقة. يمكن أن تسبب هندسة جزء مضاعفات. يحتاج إلى سطح أملس نسبيا لزوجين محول.
32 “الارتفاع =” 32 “] ما هي أعلى مجموعة من المستشعر بالموجات فوق الصوتية
تعمل محولات الطاقة بالموجات فوق الصوتية بترددات في حدود 30-500 كيلو هرتز للتطبيقات المقترنة بالهواء. مع زيادة التردد بالموجات فوق الصوتية ، يزداد معدل التوهين. وبالتالي ، فإن أجهزة استشعار التردد المنخفض (30-80 كيلو هرتز) أكثر فاعلية بالنسبة للمسافة الطويلة ، في حين أن أجهزة استشعار التردد العالية أكثر فاعلية لمدى قصير.
