Cómo calibrar un sensor ultrasónico para obtener una distancia precisa

Introducción

Los sensores ultrasónicos encuentran su Solicitud aplicación en una amplia gama de áreas como medición de distancia, detección de objetos y monitoreo de niveles. Estos sensores operan proyectando ondas ultrasónicas y calculando el tiempo que tardan las ondas en regresar después de chocar con cualquier objeto. Pero para que los sensores ultrasónicos midan la distancia con precisión, se requiere calibración. En este artículo veremos cómo calibrar un sensor ultrasónico para obtener lecturas de distancia precisas.

Los sensores ultrasónicos están funcionando

Cómo funcionan: Los sensores ultrasónicos funcionan emitiendo ondas sonoras a una frecuencia mayor que la del oído humano. Cuando estos pulsos encuentran un objeto, los ecos de micro-pulsos regresan al entorno y luego vuelven al área receptora. El tiempo tomado por las ondas para regresar se calcula, lo que ayuda a determinar la distancia de un objeto con respecto a otro. El sensor está predispuesto a errores por variables ambientales como la temperatura, la humedad y la reflexión de la superficie.

Preparación para la Calibración

Herramientas y equipo necesarios para el proceso de calibración Materiales requeridos: El sensor ultrasónico, una cinta métrica/referencia para las distancias, un multímetro (si es necesario), y software de calibración (si es necesario). Encuentra un lugar adecuado donde el conductor pueda calibrarse, y menos ruido y disturbios de conducción en este lugar serán mejores.

Proceso de Calibración

Aquí están los pasos para la calibración:

Configuración y emparejamiento: Configura el sensor ultrasónico en tu sistema de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Asegúrate de que no esté suelto y esté fijado correctamente en la dirección correcta.

Medición de la distancia conocida: Coloca un objeto de referencia a una distancia conocida de tu sensor. Queremos usar esta distancia y compararla con lo que realmente está leyendo el sensor.

Registra la salida del sensor  Enciende el sensor y registra la distancia medida. La salida misma puede ajustarse según los ajustes de calibración del sensor.

Calibración: Si el sensor no te da ninguna lectura cercana a la distancia conocida, es posible que desees ajustar los ajustes de calibración también. Los parámetros exactos variarán según el modelo del sensor, por ejemplo, podrías ajustar la ganancia-desfase u otros factores.

Verificar que la calibración sea correcta: Re midiendo entre la colocación del vaso según la configuración del vaso y confirmado a partir de las lecturas devueltas por la salida del sensor de distancia. Se realiza repitiendo estos pasos a múltiples distancias para verificar qué tan precisas son en el rango de trabajo real.

Técnicas de Calibración Comunes

Calibración de Sensores Ultrasonidos: Existen dos tipos de prácticas de calibración utilizadas para sensores ultrasonidos — Resonador V (también conocido como fijador) y Resonador FR.

Calibración Manual: El usuario actualmente tiene que establecer las propiedades manualmente desde un objeto de referencia conocido a una distancia conocida. Aunque pueden ser algo delicados e imprecisos, aún pueden funcionar para aplicaciones más simples.

Calibración Automática: En situaciones complejas sería difícil calibrar cada sensor a mano, por lo que se necesitan métodos automáticos. El software puede ajustar entonces los niveles de sensibilidad del sensor según el retroalimentación de las lecturas para mantener la calibración y precisión.

Solución de problemas de calibración

Si encuentra problemas como lecturas inconsistentes o significativamente diferentes a la distancia conocida al calibrar. Los problemas con cualquiera de los sensores se resuelven verificando la alineación, posición y condiciones ambientales de ese sensor. Asegúrese de que el sensor no esté obstruido y esté limpio, ya que cualquier bloqueo reducirá su rendimiento.

Mantener la calibración

Una vez que su sensor ultrasónico haya sido calibrado, es crítico asegurar su precisión. Esto permitirá realizar inspecciones regulares por si algo ha cambiado en el sensor debido a posibles condiciones ambientales como cambios de presión, temperatura y un proceso de calibración para mantenerlo proporcionando datos con su mejor rendimiento. Un cambio en las condiciones ambientales o el movimiento del sensor puede requerir calibración.

Conclusión

Otro paso importante en este aspecto es calibrar un sensor ultrasónico antes de tomar mediciones de distancia. En este caso, sugiero mantener un sensor funcionando correctamente a largo plazo si ajustas sus configuraciones siguiendo un enfoque sistemático preciso. Da igual si estás manejando un proyecto pequeño o una aplicación industrial, la calibración de tu sensor ultrasónico es crucial y, al implementarlo posteriormente, proporcionará datos confiables y precisos para trabajar con ellos.