DE2741688A1

DE2741688A1 - Vorrichtung zur messung von entfernungen

Info

Publication number: DE2741688A1
Application number: DE19772741688
Authority: DE
Inventors: Joseph Dipl Ing Juhasz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-09-16
Filing date: 1977-09-16
Publication date: 1979-03-22

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruches.
Es sind bereits zahlreiche Vorrichtungen zur drahtlosen Messung von Entfernungen bekannt, die auf optischen, akustischen oder hochfrequenztechnischen Effekten beruhen.
Befindet sich in der zu messenden Entfernung ein reflexionsfähiges Objekt, ist es bekannt, ein impulsförmiges Signal auzusenden und aus der Laufzeit zwischen dem ausgesandten Signal und dem empfangenen reflektierten Signal die Entfernung zwischen der Meßvorrichtung und dem Objekt zu bestimmen. Üblicherweise werden hierzu Mikrowellensignale oder Ultraschallsignale verwendet.
Nachteil der Vorrichtungen ist jedoch, daß Störreflexionen von Objekten, die nicht in der fraglichen Entfernung liegen, auftreten können, die das Meßergebnis verfälschen.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des HauptanspruchS hat demgegenüber den Vorteil, Störreflexionen dadurch auszuschließen, daß das Meßsignal nur einen Weg, nämlich zwischen dem Objekt und der Meßvorrichtung zurücklegt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich.
So wird in vorteilhafter Weise als Auslösesignal ein Ultrakurzwellensignal und als Meßsignal ein Ultraschallsignal verwendet, da in diesen Fällen einfache und handelsübliche Komponenten verwendet werden können.
Zeichnung Das Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt das Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Messung von Entfernungenldie Ultrakurzwellen- und Ultraschallsignale verwendet.
Beschreibung der Erfindung Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung von Entfernungen von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt besteht aus einer am ersten Punkt angebrachten Sende/Empfangsvorrichtung und am zweiten Punkt angebrachten Reflexionsmitteln. Die Sende/Empfangsvorrichtung besteht dabei aus einem Hochfrequenzsender 10, vorzugsweise einem UKW-Sender, der an eine Antenne 11 angeschlossen ist und von einem Impulsgenerator 12 gesteuert wird. Die Reflexionsmittel weisen entsprechend eine Antenne 13 und einen Hochfrequenzempfänger 14 auf, der mit einem Niederfrequenzsender 15 in Wirkungsverbindung steht. Der Niederfrequenzsender 15 ist an einen ersten Niederfrequenzwandler 16 angeschlossen, dem in der Sende/Empfangsvorrichtung ein zweiter Niederfrequenzwandler 17 gegenübersteht, der mit einem Niederfrequenzempfänger 18 verbunden ist. Der Niederfrequenzempfänger 18 und der Impulsgenerator 12 steuern eine Laufzeitmeßvorrichtung 19.
Der Impulsgenerator 12 erzeugt Steuerimpulse, die den Hochfrequenzsender 10 tasten. Dadurch gelangen impulsförmige Hochfrequenzsignale auf die als Senderantenne dienende Antenne 11 von wo sie auf die als Empfangsantenne wirkende Antenne 13 der Reflexionsmittel übertragen werden. Im Hochfrequenzempfänger 14 werden die empfangenen Hochfrequenzimpulse verstärkt und in Steuerimpulse umgeformt, mit denen der Niederfrequenzsender getastet wird. Der Niederfrequenzsender 15 liefert damit ein getastetes Niederfrequenzsignal, das an den ersten Niederfrequenzwandler, beispielsweise ein Ultraschallwandler, abgegeben wird. Vom ersten Niederfrequenzwandler 16 zum zweiten Niederfrequenzwandler 17 breitet sich nun eine Schallwelle aus, die im zweiten Niederfrequenzwandler 16 wieder in ein elektrisches Signal umgeformt und dem Niederfrequenzempfänger 18 zugeführt wird. Die Laufzeitmeßvorrichtung 19 wird von den Impulsen des Impulsgenerators 12 gestartet und von dem vom Niederfrequenzempfänger 18 empfangenen Impulsen gestoppt. Die Laufzeitmeßvorrichtung 19 ist beispielsweise als Torschaltung ausgebildet, wobei das Tor durch die Impulse des Impuls generators 12 geöffnet und durch die des Niederfrequenzempfängers 18 geschlossen wird und während der Toröffnungszeit die Impulse eines Taktgenerators gezählt werden. Da die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Hochfrequenzsignale von der Antenne 11 zur Antenne 13 wesentlich größer ist als die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle vom ersten Niederfrequenzwandler 16 zum zweiten Niederfrequenzwandler 17 kann für die Eichung der in der Laufzeitmeßvorrichtung 19 gemessenen Laufzeit in eine Entfernung die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Schallwelle zugrundegelegt werden.
Weiterhin wird eine besonders gute Wirkung erzielt, wenn zunächst von einem Punkt die Schallwelle abgestrahlt und gleichzeitig eine Laufzeitmeßvorrichtung gestartet wird.
Die auf den zweiten Punkt auftreffende Schallwelle löst dort das Hochfrequenzsignal aus, das wiederum am ersten Punkt empfangen wird und dort die Laufzeitmeßvorrichtung stoppt.
In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist sowohl am ersten wie am zweiten Punkt je eine Sende/Empfangsvorrichtung und Reflexionsmittel angebracht. Mißt man nun zunächst mit einem Verlauf der Schallwelle vom Punkt zwei zu Punkt eins und dann mit einem Verlauf der Schallwelle vom Punkt eins zu Punkt zwei und bildet anschließend den Mittelwert der beiden so ermittelten Entfernungswerte, ist es möglich, auch den Einfluß des Windes, der sich bei Messungen mit Ultraschall üblicherweise störend bemerkbar macht, auszuschalten.
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Claims

Ansprüche 1./Vorrichtung zur Messung von Entfernungen von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt mit einer am ersten Punkt angebrachten Sende/Empfangsvorrichtung und am zweiten Punkt angebrachten Reflexionsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende/Empfangsvorrichtung und die Reflexionsmittel Sende- und Empfangseinrichtungen für Hochfrequenz- und Niederfrequenzsignale aufweisen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende/Empfangsvorrichtung als Hochfrequenzsender (10), Niederfrequenzempfänger (18) und Laufzeitmeßvorrichtung (19) und die Reflexionsmittel als Hochfrequenzempfänger (14) und Niederfrequenzsender (15) ausgebildet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzsender(10) und der Hochfrequenzempfänger (14) im Ultrakurzwellenbereich arbeiten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederfrequenzempfänger (18) und der Niederfrequenzsender (15) im Ultraschallbereich arbeiten.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochfrequenzsender (10) mit einem Impulsgenerator (12) in Wirkungsverbindung steht und daß die Laufzeitmeßvorrichtung (19) die Zeitdifferenz zwischen den Impulsen des Impulsgenerators (12) und vom Niederfrequenzempfänger (18) empfangenen Niederfrequenzimpulsen erfaßt.