受信波形が変化しませんでした・・・

質問

失礼致します。
送信デバイスと受信デバイスの二つのセラミックスデバイスを互いに直面するようにして設置し、音圧-波形測定を行いました。
ところが送信側の波形をサイン波・矩形波・三角波と変化させたにも関わらず、受信側の波形はサイン波のままであまり変化が見られませんでした。
どうして受信の形状があまり変化しなかったのか、また受信波形の周波数はどこからやってきてるのかが分かりません。
なぜこのような現象が起こったのか、どなたか知っている方いましたらご教授お願い致します。

回答No.2

inara1 · ベストアンサー

村田製作所の超音波センサの周波数特性も 40kHz±5kH 程度ですね[4]。
気温が20℃のとき、音波は 344m/s の速度で伝播するので、送受信間が 30cm離れていると 0.87ms の遅れ（伝播遅延）が発生します。
送受信間距離を L [m] としたときの遅延時間 t [s] は
　　　　t = L/v
で表わされます。v は音速 [m/s] ですが、温度 t [℃] によって変わります。
　　　　v = 331.5 + 0.61*t

[4]　MA40B8R/MA40B8Sの周波数特性（PDF17ページ）　http://www.murata.co.jp/catalog/p19j.pdf

お礼

時間の遅れは温度によって異なるんですね！
勉強させて頂きました、ありがとうございます。
今回の実験場所の温度を測定していなかったので、
次回からは事前に温度を調べてから実験に挑みたいです。
重ね重ねありがとうございました。

回答No.1

inara1

超音波センサは周囲の雑音を抑えるために、周波数の選択度を非常に高くしてあるので、特定の周波数の音波しか送受信できません。したがって送信デバイスにサイン波以外の波形を加えても、高調波成分が取り除かれ、発信される音波はサイン波成分だけになり、それを受けた受信デバイスの出力信号もサイン波になります。急峻なバンドパスフィルタに矩形波や三角波を入れたときにサイン波しか出てこないのと同じです。受信センサにいろいろな周波数成分の音波を入れても、特定の周波数成分の音波にしか感度がないので、その周波数の信号しか出てきません。受信波形の周波数はその特定の周波数です。

資料[1]にあるような超音波センサでしょうか。このセンサの周波数特性は [2], [3] の最後のページに出ていますが、中心周波数40kHzに対して、±5kHzずれると、出力が20dB以上落ちています。

[1]　超音波センサ　http://akizukidenshi.com/catalog/items2.php?q=%22I-00120%22&s=popularity&p=1&r=1&page=&cl=1
[1]　送信用T40-16A1　http://www.nicera.co.jp/pro/ut/pdf/T4016A1(ENG).pdf
[2]　受信用R40-16A1　http://www.nicera.co.jp/pro/ut/pdf/R4016A1(ENG).pdf

お礼

迅速な回答、本当にありがとうございました！
サイトの引用までご親切に配慮くださいまして誠に感謝しています。

実験に使用した圧電デバイスは村田製作所のMA40B8RとMA40B8Sを使用しました。サイトを拝見させて頂いたのですが、音圧レベルなど若干異なるものの周波数特性・指向性が似ていることから同等な商品であると思います。

そこで恐縮なのですがもう一つ質問があります。今回の実験測定もなんですが送信デバイスと受信デバイスには時間の遅れが必ず生じます。この時間の遅れは何に起因するものなのでしょうか？もし知ってるようでありましたらご教授お願いしたいのですが・・・お願い致します。