什么是超声波测速仪?超声波测速仪原理与示意图

时间:2014-12-24 来源:广州山行电子 作者:sunson 点击:
  超声波测速原理:超声波测速适合用于移动物体速度的测量,超声多谱勒测速法只是其中一种 ,还有频差法和时差法等等。
 
  根据声学多普勒效应,当向移动物体发射频率为F的连续超声波时,被移动物体反射的超声波频率为f,f与F服从多普勒关系。如果超声发射方向和移动物体的夹角已知,就可以通过多普勒关系的v、f、F、c表达式得出物体移动速度v。
 
  1、频差法是时差法的改进,可以把分母上的声速转换到分子上,然后在求差过程中约掉,这就可以避开声速随温度变化的影响,但测频由于存在正负1误差,对于精度高的地方,需要高速计数器。
 
  2、时差法测量沿流体流动的正反两个不同方向发射的超声播到达接收端的时差。需要突出解决的难题是这种情况下,由于声速参加运算,而声速收温度的影响变化较大,所以不适合用在工业环境下等温度变化范围大的地方。
 
  3、还有就是回鸣法了,可以有效改进由于计数器正负1误差带来的测量误差。
 
  以上这些都是关于流体的流速的超声测量方法。
 
 
  如图是在高速公路上用超声波测速仪测量车速的示意图.测速仪发出并接收超声波脉冲信号,根据发出和接收到的信号间的时间差,测出被测物体的速度.图b中P1、P2是测速仪发出的超声波,n1、n2分别是P1、P2由汽车反射回来的信号。设测速仪匀速扫描,P1、P2之间的时间间隔△t=0.8s,超声波在空气中传播的速度是v=340m/s,若汽车是匀速行驶的,则根据图b可知,图中每小格表示的时间是 0.027 秒,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离是 13.6米.
 
 
  分析:由题意可知,P1、P2的时间间隔为0.8秒,根据图b所示P1、P2的间隔的刻度值,即可求出图中每
 
  小格表示的时间;以及P1、n1和P2、n2之间间隔的刻度值.可以求出P1、n1和P2、n2之间的时间,即超声波由发出到接收所需要的时间.从而可以求出超声波前后两次从测速仪汽车所用的时间,结合声速,进而可以求出前后两次汽车到测速仪之间的距离.
 
  解答:解:P1、P2的间隔的刻度值为30个格,时间长为0.8秒,因此图中每小格表示的时间为t=0.8s 30 =0.027s;
 
  因为P1、n1之间间隔的刻度值为12,所以对应的时间为0.32秒;P2、n2之间间隔的刻度值9,所以对应的这两点之间对应的时间为0.24秒。
 
  P1、n1之间的时间为超声波第一次从测速仪发出后遇到行进的汽车又回来所用的时间,所以超声波传播到汽车所用的时间t1为0.16秒.由此可以求出汽车在接收到p1的信号时汽车与测速仪之间距离:S1=vt1=340m/s×0.16s=54.4m;
 
  同理可求出汽车在接收P2信号时汽车与测速仪之间的距离:S2=vt2=340m/s×0.12s=40.8m. 由此可知,汽车在接收到P1、P2两个信号之间的时间内前进的距离:S=54.4m-40.8m=13.6m. 故答案为 0.027,13.6。
关键词标签:超声波测速仪
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