Усилитель сигнала с пьезокерамики Опции

[Alex_Golubev]

Здравствуйте.
Подскажите какую схему нужно использовать для приемника ультразвукового сигнала. И как правильно согласовать усилитель ультразвукового сигнала с пьезокерамикой ? Или как получить ультразвуковой сигнал с явно выраженной первой полуволной?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Myron]

Здравствуйте.
Подскажите какую схему нужно использовать для приемника ультразвукового сигнала. И как правильно согласовать усилитель ультразвукового сигнала с пьезокерамикой ? Или как получить ультразвуковой сигнал с явно выраженной первой полуволной?

Здесь этот вопрос поднимается часто. Пьезосенсор - это конденсатор. Вот исходя из этого и работайте. Пристегнул пару статей на эту тему. Материалов в интернете много.
Отрицательный выброс, как правило, появляется из-за недостаточно высокого входного сопротивления усилителя, ко входу которого подключен сенсор. Я симулировал в Спайсе для исследования, создавая нужный вид входного сигнала. Но у меня была эквивалентная схема сенсора от изготовителя.
Можно попробовать просто конденсатор в виде источника, если известна, хотя бы, емкость сенсора. При таком упрощенном моделировании можно исследовать только поведение (соотношения) без корректных уровней сигналов.

Прикрепленные файлы

 Signal_Conditioning_Piezoelectric_Sensors.pdf ( 58.87 килобайт ) Кол-во скачиваний: 67
 Signal_conditioning_for_piezoelectric_sensors.pdf ( 810.09 килобайт ) Кол-во скачиваний: 62
 Piezoelectric_transducer.pdf ( 1.6 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 65

 

[Alex_Golubev]

Хочу еще узнать схему передатчика ультразвукового сигнала? Желательно на транзисторах. Как правильно возбуждать пьезокерамику ?

[Владимир]

1. Возбуждающий импульс, как правило большой амплитуды. При этом важно быстро "затушить" колебания
2. Как правило приемник и передатчик это один датчик. В режиме приема там небольшие сигналы. При малой базе нужно обеспечить чтобы приемный сигнал был виден на фоне затухающих колебаний от возбуждения, всяких "левых" проходов по металлу и т.п.
В общем это целая наука.

[Alex_Golubev]

Возбуждающий импульс, как правило большой амплитуды. При этом важно быстро "затушить" колебания

То что он должен быть большой амплитуды я знаю. Как "затушить" колебания? Можете дать схему и расчет параметров? У меня разные пьезокерамики приемник и передатчик.

[ARN]

То что он должен быть большой амплитуды я знаю. Как "затушить" колебания? Можете дать схему и расчет параметров? У меня разные пьезокерамики приемник и передатчик.

..подать на керамику сигнал в противофазе излученному

[Alex_Golubev]

..подать на керамику сигнал в противофазе излученному

Можете показать график?

[ARN]

Можете показать график?

например: http://www.akin.ru/comm/techn8.htm

[Alex_Golubev]

Может я не правильно донес свою проблему. В общем есть ультразвуковой расходомер. Метод измерения время импульсный. Отчет времени пролета от передатчика до приемника ведет микросхема tdc7200. Проблема заключается в методе приема сигнала с принимающей пьезокерамике (по простому нужно сформировать стоп сигнал). А именно если ставить компаратор и смотреть по уровню, то возникает ошибка (перескок с одного полупериода на другой) или скольжение по фронту сигнала (фронт то у нас 100 нс). Если смотреть переход через нуль то можно убрать ошибку скольжения уровня по фронту сигнала.
Одна проблема решена а как решить проблему перескока?
Или можно посмотреть проблему со стороны передатчика.

[ARN]

Может я не правильно донес свою проблему. В общем есть ультразвуковой расходомер. Метод измерения время импульсный. Отчет времени пролета от передатчика до приемника ведет микросхема tdc7200. Проблема заключается в методе приема сигнала с принимающей пьезокерамике (по простому нужно сформировать стоп сигнал). А именно если ставить компаратор и смотреть по уровню, то возникает ошибка (перескок с одного полупериода на другой) или скольжение по фронту сигнала (фронт то у нас 100 нс). Если смотреть переход через нуль то можно убрать ошибку скольжения уровня по фронту сигнала.
Одна проблема решена а как решить проблему перескока?
Или можно посмотреть проблему со стороны передатчика.

тут вроде решили

Прикрепленные файлы

 Sample_Metrology.pdf ( 332.21 килобайт ) Кол-во скачиваний: 81

 

[Alex_Golubev]

как найти нуль без использования сплайн функции я знаю. Проблема в том, что полуволны не стоят на месте, а постоянно болтаются по амплитуде и как следствие компаратор сработает то на первой полуволне то на второй. Тем самым внося ошибку в измерение.

[Plain]

Измеряйте несколько периодов, а после отсеивайте статистически.

[HardEgor]

Проблема в том, что полуволны не стоят на месте, а постоянно болтаются по амплитуде и как следствие компаратор сработает то на первой полуволне то на второй.

Очень просто - усилить до ограничения сверху первого периода, тогда точно будете привязываться к нему.
Проблемой будут шумы и прием всяческих переотражений в воде и трубе.
Почему не используете микросхемы http://acam.de ?

Кстати, по сигналу видно, что у вас не демпфированы приемник и излучатель, а так бы получили апериодическую огибающую, на которой более выражен первые периоды.
Прикладываю картинку с апериодической огибающей и усиленной до ограничения.

[Alex_Golubev]

что у вас не демпфированы приемник и излучатель

как можно сделать демпфер?

[HardEgor]

как можно сделать демпфер?

Раз вы не в курсе, то объяснять долго - в двух словах нашлепка на пьезокерамику с как можно более равным пьезокерамике волновым сопротивлением и максимальным затуханием ультразвука.