Evaluación teórico-experimental de un procedimiento por codificación en amplitud para medir distancias con ultrasonido (2013)
Los dispositivos medidores de distancias con ultrasonido tradicionalmente emplean la emisión de trenes pulsados y miden la distancia utilizando la técnica de tiempo de vuelo, que consiste en determinar el tiempo que tarda la onda en viajar desde el dispositivo emisor hasta el dispositivo receptor. El retardo entre las señales emitida y recibida se mide en número entero de pulsos y la fracción residual de la señal recibida respecto a la señal emitida. Para codificar la señal existen diferentes estrategias con el fin de determinar el número entero de pulsos desplazados debido al retardo de la señal. En este trabajo se presenta un procedimiento por codificación en amplitud llamado M-Secuencia en una señal con trenes de pulsos rectangulares de amplitud 3V y frecuencia 40kHz. Esta es una codificación binaria pseudoaleatoria que permite obtener una secuencia de periodo L bits. El procesamiento de las señales se realiza con el fin de verificar si el esquema planteado mide variaciones de distancia entre emisor y receptor a resoluciones superiores a la resolución de los dispositivos comerciales (1 cm). Debido a la estructura periódica de las señales, el procesamiento implementado consiste en calcular la envolvente de las señales y su fase discontinua, y con esta información determinar la posición central de N trenes pulsados con N-1 transiciones al interior de la fase discontinua. La posición central de los trenes se encuentra interpolando el cero entre dos transiciones N1 y N2 en la fase discontinua que delimitan la posición central de los trenes. La validación experimental muestra que para un rango de medida de 4 a 20 cm, el límite de resolución del sistema está en ±100 micras al realizar una medida a una frecuencia de muestreo de 250kHz y 27 ms de adquisición.