Hallo! Ich bin auf der Suche nach (möglichst günstigen, möglichst kleinen) Ultraschallsensoren, die in der Lage sind, kleine Abstände recht genau zu messen. (Millimetergenauigkeit, min. Abstand <5mm) Hat jemand Tipps? Danke im Voraus!
Ultraschall schrieb: > Ich bin auf der Suche nach (möglichst günstigen, möglichst kleinen) > Ultraschallsensoren, die in der Lage sind, kleine Abstände recht genau > zu messen. (Millimetergenauigkeit, min. Abstand <5mm) In welchem Medium/Material?
Wenn man die Wellenlänge von Ultraschall in Luft betrachtet, benötigt man eine Frequenz von etwa 60 kHz, um auf eine Wellenlänge von 5 mm zu kommen. D.h. die Abstandsmessung kann nur durch Messung der Resonanzfrequenz des Abstandes erfolgen. Dann muss man aber auch beachten, dass die Schallgeschwindigkeit von Temperatur (und etwas auch vom Luftdruck) abhängt. Damit muss mindestens die Temperatur mit erfasst und eine Korrekturrechnung durchgeführt werden. Die übliche Laufzeitmessung von Ultraschallimpulsen klappt bei solch kleinen Abständen eher nicht.
Sowas geht mit CMUTs ganz gut, aber ob die wirklich günstig sind? Die vom IPMS machen z.B. 2MHz in Luft, damit kann man sehr gut kleine Abstände messen. https://www.ipms.fraunhofer.de/de/Components-and-Systems/Components-and-Systems-Sensors/Ultrasonic-Sensors/Capacitive-micromachined-ultrasonic-transducer-CMUT.html
> (möglichst günstigen, möglichst kleinen) > Ultraschallsensoren Bei medizinischen Ultraschallgeräten geht es auch häufig um kleine Strukturen. Die arbeiten fast ausschliesslich im MHz-Bereich. Klein sind die teilweise, aber bestimmt nicht günstig.
Wie weit ist den die Entfernung Sender zum Ziel. Ich denke das das auch eine wichtige Frage ist.
Knopf schrieb: >> (möglichst günstigen, möglichst kleinen) >> Ultraschallsensoren > Bei medizinischen Ultraschallgeräten geht es auch häufig um kleine > Strukturen. Die arbeiten fast ausschliesslich im MHz-Bereich. Klein sind > die teilweise, aber bestimmt nicht günstig. Die arbeiten nicht in der Luft sondern im Körpergewebe, also vor allem in Wasser. Und deswegen auch die hohe Signalfrequenz da sich Schallwellen im Wasser knapp 5x so schnell ausbreiten wie in Luft ist.
Schlaumaier schrieb: > Wie weit ist den die Entfernung Sender zum Ziel. Ich denke das das auch > eine wichtige Frage ist. Wer lesen kann ist wie immer klar im Vorteil...
MiWi schrieb: > Wer lesen kann ist wie immer klar im Vorteil... wenn du mir sagst wo das steht lese ich GERNE. Der TO gibt nur ein MINDEST-Abstand an. Das heißt für mich , vom Sender zum Empfänger mind. 5 cm. max. 1000 KM ?!?!!? Kleiner Hinweis. Der erste Fernseher meine Freundes hatte ein Mindestabstand von 30 cm ca. und ein Max.Abstand von 3 Metern. Stand glaub ich s.ä. in der Anleitung. Der funktionierte auch mit Ultraschall. (Die Technik wurde aber schnell vom Markt genommen, also nicht wundern.)
Schlaumaier schrieb: > Kleiner Hinweis. Der erste Fernseher meine Freundes hatte ein > Mindestabstand von 30 cm ca. und ein Max.Abstand von 3 Metern. Stand > glaub ich s.ä. in der Anleitung. Der funktionierte auch mit Ultraschall. > (Die Technik wurde aber schnell vom Markt genommen, also nicht wundern.) https://wiki.bsh-group.com/de/wiki/Fernbedienungen
Mit "klassischen" Methoden kann man Lambda/2 detektieren. Allerdings ist das bei den Luft US Wandlern schwierig, weil die in der Regel mit einem Burst abgeregt werden. Also muss man da eh mit Rechentricks arbeiten. Wandler in klein und für Luft und dann noch mm Auflösung wird schwierig. Mit CMUT sicher machbar aber teuer und die Ansteuerung ist auch nicht direkt simpel. Mit PZT Wandlern kommt man in Luft so bis vielleicht 700kHz, aber die sind groß, teuer und brauchen natürlich auch eine echte Ultraschall Elektronik zum Betrieb. So einfach wie bei den 40kHz Kapseln im Auto klappt das da nicht mehr. Warum eigentlich unbedingt Ultraschall? Ist das zu detektierende Objekt transparent?
Schlaumaier schrieb: > MiWi schrieb: >> Wer lesen kann ist wie immer klar im Vorteil... > > wenn du mir sagst wo das steht lese ich GERNE. Der TO gibt nur ein > MINDEST-Abstand an. > > Das heißt für mich , vom Sender zum Empfänger mind. 5 cm. max. 1000 KM > ?!?!!? mm nicht cm. 1. bei diesem Abstand ist das Problem ein anderes als beim reinen Echoverfahren. 2. ist Reichweite kein unlösbares Problem wenn die Reflexionen ausreichend stark sind. Die Echowand am Königsee sollte da als brauchbares Beispiel dienen können. Die präzise Auflösung wird schwierig - aber auch nur wenn der Aufwand gering bleiben soll. Mit entsprechender Signalaufbereitung sind auch große Echoreichweiten möglich, man schaue sich nur an was akustische Kameras leisten können. 3. der TO wird um keine 1000km fragen wenn er von 5mm und _Millimeter_genauigkeit redet.
Hallo! Danke für eure Antworten. Eine Obergrenze, was die Reichweite betrifft, gibt es nicht direkt, aber 1cm dürften locker reichen. Es geht darum, festzustellen, ob ein Objekt parallel zu einer Glasplatte ist. Deshalb wäre es schwierig mit optischen Sensoren zu arbeiten. Ich dachte es mir schon, dass es eher schwierig wird. Falls jemand Ideen hat, wäre ich sehr dankbar!
Ultraschall schrieb: > Es geht darum, festzustellen, ob ein Objekt > parallel zu einer Glasplatte ist. Deshalb wäre es schwierig mit > optischen Sensoren zu arbeiten. Hat die Glasplatte eine Antireflexbeschichtung oder warum siehst du da ein Problem. Normales Fensterglas reflektiert bei senkrechtem Einfall um die 4%
Ultraschall schrieb: > kleine Abstände recht genau > zu messen. (Millimetergenauigkeit, min. Abstand <5mm) Kannst Du meiner Meinung nach mit Ultraschall nicht realisieren.
Ultraschall schrieb: > Eine Obergrenze, was die Reichweite betrifft, gibt es nicht direkt, aber > 1cm dürften locker reichen. Es geht darum, festzustellen, ob ein Objekt > parallel zu einer Glasplatte ist. Deshalb wäre es schwierig mit > optischen Sensoren zu arbeiten. Das würde ich mit Lichtsensoren lösen. Einfachste Lichtschrankentechnik. Das Objekt liegt auf der Glasplatte. Nun frage ich an 2 - 3 Punkten einfach eine Lichtschranke ab, fertig. Wenn der Widerstand zu Hoch ist, kommt zu wenig Licht durch und das Objekt liegt falsch. Sollte das Objekt eine Standartgröße haben, kann man dann sicher mit 3 Sensoren auskommen. Wenn nicht wäre es etwas aufwendiger aber auch nicht so schwer. Ist aber nur eine Idee. In ähnlicher Form aber rein mit Software macht das auch die OCR. Sie analysiert einfach den Helligkeitsanteil und stellt das Blatt Papier gerade.
Wolfgang schrieb: > senkrechtem Einfall Bei Glas, schlag nach bei Herrn ABBE, Einfallswinkel ist gleich Ausfallswinkel, Messen des reflektierten Strahl (dessen Ort) mit CCD-Zeile, auswerten mit µP, vor 40 Jahren mit Z80 und heute mit AVR oder ähnlich.
Wenn man ein Stück Metall an der Gegenseite anbringen kann geht vlt. ein induktives Sensorkonzept. TI hat da ganz nette ICs, einfach mal die Datenblätter durchstöbern https://www.ti.com/sensors/specialty-sensors/inductive/overview.html
Vielleicht doch etwas schwierig zu finden, da sind mittlerweile zu viele Varianten für Spezialzwecke, die allgemeine Variante zur Abstandsmessung geeignet ist der LDC1101
Harald schrieb: > Ultraschall schrieb: > >> kleine Abstände recht genau >> zu messen. (Millimetergenauigkeit, min. Abstand <5mm) > > Kannst Du meiner Meinung nach mit Ultraschall nicht realisieren. Doch, wie oben geschrieben z.B. mit CMUTs, die können gerne auch 2MHz in Luft haben. Sowas haben wir zusammen mit dem IPMS in einem internen Projekt gemacht, das geht erstaunlich gut. Durch die hohe Frequenz kann man eine kurze Wellenlänge erreichen und kleine Abstände messen. Allerdings ist so ein System nicht unbedingt bei Conrad für ein paar Euro erhältlich.
Christian R. schrieb: > Doch, wie oben geschrieben z.B. mit CMUTs, Klingt interessant, ist mir noch nicht untergekommen. Muss ich gleich mal googeln. Ist das für „Bastelprojekte“ handhab- und bezahlbar?
A. schrieb: > Christian R. schrieb: >> Doch, wie oben geschrieben z.B. mit CMUTs, > > Klingt interessant, ist mir noch nicht untergekommen. Muss ich gleich > mal googeln. Ist das für „Bastelprojekte“ handhab- und bezahlbar? Ich kenn die konkreten Preise nicht, denke aber nicht dass das Bastlerware ist. Die Elemente an sich sind aber potenziell deutlich günstiger als PZT, weil sie ja zu hunderten/tausenden pro Wafer hergestellt werden können. Allerdings ist halt die Ansteuerung/Auswertung nicht ganz so billig gemacht wie bei 40kHz Kapseln.
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