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利用MAXQ7667確定超聲傳感器的諧振頻率和阻尼特性

作者: 時(shí)間:2012-09-14 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

 引言

  本文介紹了如何利用智能SoC (片上系統)確定。這些功能有助于診斷傳感器模塊,優(yōu)化系統性能,并且可以在生產(chǎn)過(guò)程中用于校準。本應用筆記并非針對所有系統泛泛地討論“如何實(shí)現”,而是針對特定的傳感器模型討論設計細節以及特定條件下的性能。利用這些信息,用戶(hù)可以大大簡(jiǎn)化系統測試。另外,這些測試假定超聲波反射目標與傳感器的距離大于1英尺。

  測試裝置

  本文中的所有測試數據取自 EV (評估)板,這些數據通過(guò)評估板的RS-232串口傳送到PC,然后利用Excel表產(chǎn)生曲線(xiàn)圖。傳感器采用隨評估板提供的40kHz 400EP250。傳感器水平安裝在電路板上,可以方便地在傳感器上加裝其它材料以改變傳感器的性能。這里采用了三種傳感器條件應用于各種測試:清潔干燥的傳感器(正常工作條件)、在傳感器表面注水、傳感器表面附有油漬。

  圖1至圖3顯示了這些不同條件下傳感器的參數,可以看到有較大的差異。傳感器表面注水會(huì )降低傳感器的、減小阻尼;油漬的影響則相反,會(huì )提高、并顯著(zhù)增大阻尼。

  阻尼測試

  阻尼測試用于測量傳感器的諧振時(shí)間,測試非常簡(jiǎn)單,首先產(chǎn)生一個(gè)短脈沖激勵傳感器,然后監測傳感器輸出,觀(guān)察信號的衰減速度。圖1至圖3給出了三種不同頻率下回波接收通道的阻尼。從三組曲線(xiàn)可以很容易看出油漬會(huì )導致強阻尼。另外,如果觀(guān)察阻尼的細微變化,這些曲線(xiàn)還顯示了接收頻率的重要作用。

  由于該測試非常簡(jiǎn)單,可以在多個(gè)頻率下進(jìn)行測試。在多個(gè)頻率下進(jìn)行測試時(shí),最好保持相對恒定的激勵脈沖寬度。利用一個(gè)持續時(shí)間固定的激勵窄脈沖,可以消除傳感器能量變化或者在諧振頻率處激勵傳感器造成的差異。

  圖1、圖2和圖3中,以25μs的間隔采集LPF (低通濾波器)輸出,傳感器激勵脈沖寬度近似為6μs。注意,如果只使用一個(gè)頻率并且PLL已處于所要求的頻率,該測試可以在低于3ms的間隔下進(jìn)行。在兩次測量之間有充分的時(shí)間觀(guān)測峰值,并檢測信號衰減到給定峰值百分比的時(shí)間。如果使用多個(gè)頻率,可能需要額外的測量時(shí)間,同時(shí)也需要更多時(shí)間使PLL穩定到一個(gè)新的頻率。

  

利用MAXQ7667確定超聲傳感器的諧振頻率和阻尼特性

  圖1. 利用40kHz中心頻率濾波器時(shí)的阻尼測量

  

利用MAXQ7667確定超聲傳感器的諧振頻率和阻尼特性

  圖2. 利用35kHz中心頻率濾波器時(shí)的阻尼測量

  

利用MAXQ7667確定超聲傳感器的諧振頻率和阻尼特性

  圖3. 利用45kHz中心頻率濾波器時(shí)的阻尼測量

  掃頻


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