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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Ultraschall Genauigkeit


Autor: Felix (Gast)
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Hallo,

Weiß jemand, wie genau man mit Ultraschall die Entfernung von Objekten 
messen kann? Sagen wir das Objekt ist 50m entfernt. Wie groß wäre die 
Abweichung der Ultraschallmessung?
Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit in Luft ja je nach Temperatur 
variiert, könnte man die Messung optimieren, wenn man gleichzeitig die 
Lufttemperatur misst?

Ich möchte nämlich die Unebenheit/Ebenheit einer Fläche messen, und 
dafür wäre die Genauigkeit natürlich ein sehr wichtiger Faktor.

für alle Antworten shonmal danke,
Felix

Autor: Volker Zabe (vza)
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Hallo Felix,
du wirst mehrere probleme bekommen:

1. Ohne Temperaturkompensation über 20% Fehler(geschätzt)
Du must aber die Temperatur über deine Strecke mitteln. Also an mehreren 
stellen messen.

2. Die Dämpfung ist schohn erheblich bei 50 m.

3. Die Auflösung steigt mit deiner Frequenz, die Dämpfung aber auch.

Ich kenne Geräte die können ca. 1cm bei 10m auflösen.


ciao Volker

Autor: MaWin (Gast)
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> könnte man die Messung optimieren, wenn man gleichzeitig die
> Lufttemperatur misst?

Das machen alle vernünftigen Geräte,
und sind trotzdem nicht genau,
schon alleine weil die Temperatur nicht überall gleich ist.

Du wirst wohl Laser nehmen müssen.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Felix schrieb:

> Ich möchte nämlich die Unebenheit/Ebenheit einer Fläche messen, und
> dafür wäre die Genauigkeit natürlich ein sehr wichtiger Faktor.

Über welche Größenordnung reden wir?

Autor: Felix (Gast)
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Die Fläche wäre ca. 5m*5m.

Das mit dem Ultraschall wäre jetzt auch nur meine erste Idee gewesen, im 
moment plane ich noch, ihr könnt mich also auch gerne mit einer 
Alternative eines besseren belehren wenn es eine gibt :).

Autor: Floh (Gast)
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Felix schrieb:
> Die Fläche wäre ca. 5m*5m.

Felix schrieb:
> Sagen wir das Objekt ist 50m entfernt.

Passt das zusammen?

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Felix schrieb:
> Die Fläche wäre ca. 5m*5m.

Das mein ich nicht.
Über welche Unebenheit reden wir?
Welche Größenordnung möchtest du feststellen?
Was ist das für eine Oberfläche?

> ihr könnt mich also auch gerne mit einer
> Alternative eines besseren belehren wenn es eine gibt :).

Kannst du ein wenig mehr von der Aufgabenstellung erzählen?

Autor: Felix (Gast)
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Gut, vielleicht war 5m*5m etwas übertrieben, meine Überlegungen waren 
halt bisher nur theoretisch, ich glaube, die Fläche spielt ja jetzt auch 
nicht so die Rolle.
Ich möchte gerne eine Metallfläche auf ihre Ebenheit analysieren, dabei 
möchte ich Unebenheiten im Zentimeter bis Milimeterbereich (z.B. 
Wölbungen oder Dellen) feststellen.
Da liegt jetzt aber mein Problem, weil man mit einer normalen Kamera 
sowas nicht erkennen kann, deshalb bin ich auf die Idee mit dem 
Ultraschall gekommen. Allerdings war da die Frage, ob sich das mit der 
Genauigkeit (mm - cm) vereinbaren lässt. Notfalls würde ich sagen, ließe 
sich der Abstand zwischen Sensor und Metallfläche auch auf wenige Meter 
verringern, wenn das die Auflösung in den genannten Bereich verbessert.

Autor: Volker Zabe (vza)
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Projeziere Gitterlienen auf deine Fläche. Dann kannst du mit einer 
Kamera Wölbungen sehr gut erkennen und ausmessen. So machen es 
3D-Scanner.

Autor: Karl Heinz (kbuchegg) (Moderator)
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Felix schrieb:

> Ich möchte gerne eine Metallfläche auf ihre Ebenheit analysieren, dabei
> möchte ich Unebenheiten im Zentimeter bis Milimeterbereich (z.B.
> Wölbungen oder Dellen) feststellen.

Und wie groß sollen diese Dellen sein?
Millimeter bis Zentimeter hoch ist ja jetzt klar.
Aber ist die Delle 1cm mal 1cm gross oder dann doch mehr 3m mal 3m?

Und ist sichergestellt, dass du immer exakt senkrecht auf die Platte 
schaust?

> Da liegt jetzt aber mein Problem, weil man mit einer normalen Kamera
> sowas nicht erkennen kann, deshalb bin ich auf die Idee mit dem
> Ultraschall gekommen.

Und du denkst, dass Ultraschall auf 50Meter Entfernung eine bessere 
Auflösung bietet als sichtbares Licht. Selbst wenn die Wellenlänge von 
sichtbarem Licht mehere Zehnerpotenzen über der von Ultraschall liegt?

> sich der Abstand zwischen Sensor und Metallfläche auch auf wenige Meter
> verringern, wenn das die Auflösung in den genannten Bereich verbessert.

Was anderes wird dir auch nicht übrig bleiben.
Mit deiner Ultraschallkeule kannst du auf 50 Meter Entfernung vielleicht 
gerade mal feststellen, ob die Platte überhaupt dort ist oder nicht. Und 
selbst das könnte tricky sein.

Autor: Maik (Gast)
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Ultraschall kann man da völlig vergessen!
Damit kannst Du höchstens feststellen ob die Metallplatte überhaupt 
vorhanden ist oder nicht. Das wars dann schon.

Die Idee mit dem Lasergitter ist gängige Praxis und das nicht ohne 
Grund.

Autor: Eddy Current (chrisi)
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Möglicherweise ist ein (modifizierter) Sensor auf Mikrowellenbasis die 
Lösung, wie er "normaerweise" für die Bewegungserkennung verwendet wird. 
Gerade wenn es um Störstellen und nicht um absolute Entfernung geht, 
sehe ich hier Vorteile. Google microwave sensor

Autor: Felix (Gast)
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ok danke für die Antworten,

ich werde mich dann mal nach dem Lasergitter und dem Mikrowellensensor 
informieren.

Autor: hp-freund (Gast)
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@Felix
schau mal wie die Profis das heute machen:

http://www.leica-geosystems.com/de/Leica-Sprinter-...

Mit der Vermessungs-Variante (höhere Genauigkeit als 
Baustellen-Variante)
habe ich früher gearbeitet. 2mm Höhenfehler auf 1 km Doppelnivellement, 
kein Prolem. Die Daten (Höhe, Entfernung) wurden auf einer Speicherkarte 
aufgezeichnet.

Ich denke das Prinzip mit der Barcode-Latte könnte bei vielen ähnlichen 
Projekten hier recht nützlich sein. Vielleicht findet ich ja mal jemand 
der so etwas bastelt ;)

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