Evaluación teórico-experimental de un procedimiento por codificación en amplitud para medir distancias con ultrasonido
| dc.contributor.advisor | Contreras Pico, Carlos Ricardo | |
| dc.contributor.advisor | Meneses Fonseca, Jaime Enrique | |
| dc.contributor.author | Chaparro Guayaba, Laura Ximena | |
| dc.date.accessioned | 2024-03-03T20:11:47Z | |
| dc.date.available | 2013 | |
| dc.date.available | 2024-03-03T20:11:47Z | |
| dc.date.created | 2013 | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstract | 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. | |
| dc.description.abstractenglish | Most of distance measuring devices use a pulse train of ultrasound emissión and the time-of-flight technique to measure the distance, which consists on determine the time that the wave takes to travel from the sending device to the receiving device. The delay between emitted and received signals is measured in number of pulses and the residual fraction of the received signal relative to the emitted signal. There are different strategies to encode the signal in order to determine the number of displaced pulses due to signal delay. This paper presents a method for encoding amplitude, called M-sequence, of a signal with a rectangular pulse trains, 3V amplitude and 40 kHz frequency. This is a pseudo-random binary code which produces a sequence with a period of L bits. The signal processing is performed in order to verify if the proposed scheme can measure the distance between transmitter and receiver with higher resolutions than commercial devices (1 cm). Given of the periodic structure of the signal, the processing is implemented to calculate the envelope of the signal and its discontinuous phase, and to determine the central position of N pulsed trains with N-1 transitions into the discontinuous phase, also with this information. The central position of the trains is zero interpolating between two transitions N1 and N2 in the discontinuous phase that limits the central position of the trains. For a measuring range of 4 to 20 cm, the experimental validation shows that the resolution limit of the system is within ± 100 microns when a measurement with sampling frequency of 250kHz and 27 ms acquisition is performed. | |
| dc.description.degreelevel | Pregrado | |
| dc.description.degreename | Físico | |
| dc.format.mimetype | application/pdf | |
| dc.identifier.instname | Universidad Industrial de Santander | |
| dc.identifier.reponame | Universidad Industrial de Santander | |
| dc.identifier.repourl | https://noesis.uis.edu.co | |
| dc.identifier.uri | https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/29516 | |
| dc.language.iso | spa | |
| dc.publisher | Universidad Industrial de Santander | |
| dc.publisher.faculty | Facultad de Ciencias | |
| dc.publisher.program | Física | |
| dc.publisher.school | Escuela de Física | |
| dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | |
| dc.rights.accessrights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.creativecommons | Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0) | |
| dc.rights.license | Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0) | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 | |
| dc.subject | Ultrasonido | |
| dc.subject | M-Secuencia | |
| dc.subject | Metrología | |
| dc.subject | Resolución | |
| dc.subject.keyword | Ultrasound | |
| dc.subject.keyword | M-Sequence | |
| dc.subject.keyword | Metrology | |
| dc.subject.keyword | Resolution | |
| dc.title | Evaluación teórico-experimental de un procedimiento por codificación en amplitud para medir distancias con ultrasonido | |
| dc.title.english | Theoretical and experimental evaluation of a procedure through amplitude encoding to measure distances with ultrasound. | |
| dc.type.coar | http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce | |
| dc.type.hasversion | http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f | |
| dc.type.local | Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado |