超音波距離測定器　動作確認

作成した超音波測定器の性能を調べてみました。

検出動作確認

左の写真は２．３６ｍの距離を測定している際の測定器各部の信号を観測したものです。
観測場所はそれぞれ以下のようになっています。
①はＩＣ１の１番ピン（オペアンプで増幅後の受信信号）
②はＩＣ３の８番ピン（PICによる検出保持回路ゲート信号）
③はＩＣ３の１１番ピン（検出保持回路の出力信号）

②がＬレベルのときは検出回路が停止しています。送信パルスの回り込みによる誤動作が防止されていることがわかります。今回のガード時間は約１．５ﾐﾘ秒にしています。波形を観測すると、これより短い時間では誤動作する可能性があることが分かります。

受信パルスを検出するまでの間に微弱な反射信号を受信しています。ＩＣ２の信号検出回路でスレッショルド電圧が有効に働いているので、誤検出していません。

受信パルスを検出すると③の信号がＬレベルからＨレベル変化します。この信号をPICのキャプチャ機能で検出し、超音波の伝搬時間を計測します。

計測範囲

最短距離	：	２９ｃｍこの距離は送信パルスの回り込みを防止するためのガード時間によって決まります。長距離を計測する場合、送信パルスの送出時間を伸ばす必要があります。その場合、回り込み防止時間を伸ばす必要があり、最短計測距離は長くなります。
最長距離	：	３．６ｍこの距離は送信パルスの長さによります。送信時間が長いほど超音波エネルギーが大きくなり、長距離の測定が可能になります。ただ、最短距離で説明しているように最短計測距離は長くなります。

温度補正機能

測定器と測定物との間を１ｍにして温度補正調整ダイアルを回した場合の表示の変化を確認しました。

ﾀﾞｲｱﾙ状態	表示	表示が1.00になる温度
右一杯	0.98	8.6℃
左一杯	1.11	83.0℃

1.00を表示する温度は計算で割り出した値です。
今回の装置では温度補正値は細かくは調整できません。
８段階の補正なので、目安として見て下さい。
変換範囲を変えるのにはA/Dコンバートした値のソフトウェア処理を変更します。

この確認をして気が付いたのですが、温度調節用の可変抵抗器の結線が逆でした。センターの結線は合っているのですが、両端の結線を逆にしてしまいました。周囲温度が高くなるほど右に回すつもりでしたが、実際には逆の動作です。実質的には問題ないので、そのままにしています。
回路図、パターン図は修正しました。