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如何用多普勒效应测量汽车行驶速

发布时间:2022-06-18 14:09:07

❶ 多普勒测速仪的原理,它是如何测量汽车百公里加速时间的

基本原理是:
仪器发射一定频率的超声波,由于多普勒效应的存在,当被测物体移动时(不管是靠近你还是原理你)反射回来波的频率发生变化,回收的频率是(声速±物体移动速度)/波长,由于和波长都可以事先测出来(声速会随温度变化有所变化,不过可以依靠数学修正),只要将回收的频率经过频率-电压转换后,与原始数据进行比较和计算后,就可以推断出被测物体的运动速度。
PS:楼主可能不是搞电子的专业人士吧。那个控制芯片中有个定时器的,测定加速度可以用软件设置当速度为0时启动定时器,在速度为100公里/小时时切断定时器,把前后两个计数值比较,中间的差值经过简单运算不就是加速时间吗?

❷ 测速仪是怎样测量车速的

例如,当一列鸣笛的火车由远及近时.不仅其声音由小变大.其音调也会发生变化.其实火车笛声的音调本身没变.只是它传送过来时的频率发生了变化.这就是多普勒效应.雷达测速仪就是根据车辆反射回来的微波频率的变化而测出车速的.根据多普勒原理.当雷达把微波发射到移动的车辆上时.将会反射回一个与车辆速度成比例的频率信号.测速仪内部的线圈将该信号进行处理后得到一个频率的变化值.再通过OSP(数字信号处理)技术处理后便得到车辆速度.不论驶近的车辆还是远离的车辆都会产生频率变化.因此‘任何行驶方向的车辆都会衫卵业量到速度.侧1.1!@老车 Q:编辑部的大哥大姐:你们好!身体健康.

❸ 利用多勒普效应可检测汽车行驶的速度,一固定波源发出频率100khz的超声波120kh

(110-100)/100=0.1S
0.1*330=33m/s
33/2=16.5m/s
16.5*3600/1000=59.4km/s

❹ 如何利用多普勒效应测量汽车行驶的速度 而且还要写出设计方案

这是利用多普勒效应的原理.多普勒效应网络讲得很全

❺ 多普勒测速仪是怎样工作的

从开过来的机车所听到的声波间的距离被压缩了,就好像一个人正在关手风琴。这个动作的结果产生一个明显的较高的音调。当火车离去时,声波传播开来,就出现了较低的声音--这种现象被称为“多普勒”效应。
检查机动车速度的雷达测速仪也是利用这种多普勒效应。从测速仪里射出一束射线,射到汽车上再返回测速仪。测速仪里面的微型信息处理机把返回的波长与原波长进行比较。返回波长越紧密,前进的汽车速度也越快--那就证明驾驶员超速驾驶的可能性也越大。
多普勒测速仪仪器介绍

TSI的LDV/PDPA系统
LDV/PDPA的主要装置和原理
激光多普勒测速仪是测量通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号,再根据速度与多普勒频率的关系得到速度。由于是激光测量,对于流场没有干扰,测速范围宽,而且由于多普勒频率与速度是线性关系,和该点的温度,压力没有关系,是目前世界上速度测量精度最高的仪器。
LDV/PDPA测速工作原理可以用干涉条纹来说明。当聚焦透镜把两束入射光以?角会聚后,由干激光束良好的相干性,在会聚点上形成明暗相间的干涉条纹,条纹间隔正比干光波波长,而反比干半交角的正弦值。当流体中的粒子从条纹区的方向经过时,会依次散射出光强随时间变化的一列散射光波,称为多普勒信号。这列光波强度变化的频率称为多普勒频移。经过条纹区粒子的速度愈高,多普勒频移就愈高。将垂直于条纹方向上的粒子速度,除以条纹间隔,考虑到流体的折射率就能得到多普勒频移与流体速度之间线性关系。LDV/PDPA系统就是利用速度与多谱勒频移的线性关系来确定速度的。各个方向上的多普勒频率的相位差和粒子的直径成正比,利用监测到的相位差可以来确定粒径。

LDV/PDPA系统从功能上分为:光路部分、信号处理部分。光路部分:采用He-Ni激光器或Ar离子激光器,是因为它们能够提供高功率的514.5nm,488nm,476.5nm三种波长的激光。带有频移装置的分光器将激光分成等强度的两束,经过单模保偏光纤和光纤耦合器,将激光送到激光发射探头,调整激光在光腰部分聚焦在同一点,以保证最小的测量体积,这一点就是测量体即光学探头。接受探头将接受到的多普勒信号送到光电倍增管转化为电信号以及处理并发大,再至多普勒信号分析仪分析处理后至计算机记录,配套系统软件可以进行数据处理工作。在流场中存在适当示踪粒子的倩况下,可同时测出流动的三个方向速度及粒子直径。
TSI公司在国际上第一个生产商业化的LDV/PDPA系统,现在的 TSI公司的LDV/PDPA系统已经拥有4项专利设计,并且在流场、湍流、传质、传热、流型、燃烧研究上有广泛的使用。FSA4000可以处理高达175MHz的多普勒频率,加上40MHz的频移,可以处理1000m/s以上的流场。
所以,对于3D PDPA系统,由于采样时间长,激光器的要求是稳定,能够长时间稳定工作,而且三个波长的能量要求尽量相当,以保证三维速度测量的准确性,所以TSI公司选用了价格较贵,但是质量稳定的世界激光器第一品牌相干公司的激光器。在光路设计上,要求能够保证高的信噪比以及方便调节易于用户使用。这就要求在光纤探头的调节上,即要求调节范围宽,又要求调节精度高。而且在多维测量中,多束激光要求聚焦到同一点,TSI公司提供专门的调节工具,从根本上保证了信号的质量。世界绝大多数有关激光测速的文章、论文、试验结果都是采用TSI公司的产品获得。TSI公司的多普勒激光测速仪的性能稳定,质量可靠,已经在世界范围内得到客户的证明。

❻ 如何利用多普勒效应测量声速和运动物体速度

交通警向行进中的车辆发射频率已知的超声波同时测量反射波的频率,根据反射波的频率变化的多少就能知道车辆的速度。

观察者 (Observer) 和发射源 (Source) 的频率关系为(此式不适用于光波,光波的多普勒效应见下文):

(6)如何用多普勒效应测量汽车行驶速扩展阅读

多普勒效应就是指当声源与听者彼此相对运动时,会感觉到某一频率确定的声音的音调将发生变化。

1842年奥地利物理学家克里斯汀·约翰·多普勒曾发表过一篇论文,其中描述了他认为肯定存在但还需要进一步论证的现象,这就是多普勒效应。

多普勒提出,如果假设声音的速度非常之慢,那么运动中的发声体就会发生这样的情况:当发声体接近一个观测点时,人们发现声波被声源(即发声体)自身的速度“挤压在了一起” ;同样,当发声体向远处后退时,声波就会发散开来。

即当发声体向前进时,对声波的“挤压”在观测点附近形成了一些波长较短、频率较高的声波;而当发声体后退时,则形成了一些相对频率较低的声波。

在多普勒的论文发表后的第三年,人们对他的理论进行了实验。他们用一列火车载着15个小号手接近、经过、然后离开一个火车站。这些小号手们在火车上持续地吹着一个相同的长音。结果事实证明多普勒的理论是正确的:

火车上的人听到的是一个持续的长音,火车站上的人听到的是比这个长音音调更高的声音;而当火车驶离火车站时,车站上的人听到的是比真实声音音调更低的声音。

参考资料来源:网络-多普勒效应

❼ 如何利用多普勒效应测量汽车行驶速度

v波+v车,与v波-v车的应用,测波数

❽ 高速公路上测速雷达是如何给车辆测速

目前,交通测速采用的技术手段有:地感线圈测速、超声波测速、红外测速、视频测速和雷达测速等。其中,超声波测速准确度易受车型、车高变化以及环境影响;红外测速准确度易受现场灰尘、冰雾等环境影响;地感线圈测速虽然性能稳定,不受天气、光线、能见度等条件影响,但其测速传感器需埋设在路面下,使用寿命与可靠性受路面条件影响极大,且感应线圈安装维护成本高、不能检测静止车辆。而基于多普勒效应来测量车辆速度的测速雷达,配合相机拍照,以及图片数据处理模块组成的雷达测速抓拍系统以其结构简单、安装方便、环境适应性和稳定性较好,测速准确、维护成本低等特点,成为了目前交通测速主要采用的设备。
雷达测速抓拍系统通过测速雷达对被测车辆速度进行测量,判断被测车辆是否超速;通过高清图像采集单元进行违章超速车辆的图像采集,为交通执法部门提供超速车辆速度、违法时间和违法地点等信息,并以图像的形式作为日后执法证据。同时系统根据网络状态和用户实际需求,可实时或定时上传抓拍的违法图片和设备的运行状态,违法数据的采集也可通过在现场采集后再上传到交通指挥中心违章数据库中。
其中,雷达测速抓拍系统的性能取决于测速对超速车辆的抓拍率,以及对所有车辆目标的速度测量和定位准确度等。巍泰技术(武汉)有限公司平板型测速雷达TBR-100与交通信息检测侧装微波雷达TBR-310基于微波多普勒效应,可准确测量车辆速度,解决了系统测速不准和异常速度的问题,测速精度为-4~0km/h;触发精准,触发位置精度小于1m;抓拍车辆位置的一致性高,除了能够抓拍车道上正常行驶的车辆外,还具备抓拍跨线行驶及逆向行驶车辆的功能,抓拍率高达99%;同时,具有较好的环境适应性与稳定性,能够适应温度变化和湿度变化较大的室外工作环境。
根据安装方式与检测方式的不同,TBR-100与TBR-310可分别应用于高速公路、城市道路、国省道和县乡道路等各类道路的卡口/固定式雷达测速与移动/便携式雷达测速。目前,两款雷达产品均已通过了公安部安全与警用电子产品质量检测中心检验评定。其中,TBR-100已获得《计量器具型式批准证书》与国家测速仪型式评价实验室(公安)的《计量器具型式评价报告》,可作为交通执法部门进行违法超速抓拍取证的依据。

❾ 利用多普勒效应进行测量的基本原理是什么

生活中有这样一个有趣的现象:当一辆救护车迎面驶来的时候,听到声音比原来高;而车离去的时候声音比原来低。你可能没有意识到,这个现象和医院使用的彩超同属于一个原理,那就是“多普勒效应”。

多普勒效应Doppler effect是为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒(Christian Johann Doppler)而命名的,他于1842年首先提出了这一理论。主要内容为物体辐射的波长因为波源和观测者的相对运动而产生变化。在运动的波源前面,波被压缩,波长变得较短,频率变得较高(蓝移blue shift);在运动的波源后面时,会产生相反的效应。波长变得较长,频率变得较低(红移red shift);波源的速度越高,所产生的效应越大。根据波红(蓝)移的程度,可以计算出波源循着观测方向运动的速度。

恒星光谱线的位移显示恒星循着观测方向运动的速度,除非波源的速度非常接近光速,否则多普勒位移的程度一般都很小。所有波动现象都存在多普勒效应。
多普勒效应指出,波在波源移向观察者接近时接收频率变高,而在波源远离观察者时接收频率变低。当观察者移动时也能得到同样的结论。但是由于缺少实验设备,多普勒当时没有用实验验证,几年后有人请一队小号手在平板车上演奏,再请训练有素的音乐家用耳朵来辨别音调的变化,以验证该效应。假设原有波源的波长为λ,波速为c,观察者移动速度为v:

当观察者走近波源时观察到的波源频率为(c+v)/λ,反之则观察到的波源频率为(c-v)/λ。

一个常被使用的例子是火车的汽笛声,当火车接近观察者时,如果观察者远离波源,其汽鸣声会比平常更刺耳。你可以在火车经过时听出刺耳声的变化。同样的情况还有:警车的警报声和赛车的发动机声。

如果把声波视为有规律间隔发射的脉冲,可以想象若你每走一步,便发射了一个脉冲,那么在你之前的每一个脉冲都比你站立不动时更接近你自己。而在你后面的声源则比原来不动时远了一步。或者说,在你之前的脉冲频率比平常变高,而在你之后的脉冲频率比平常变低了。

产生原因:声源完成一次全振动,向外发出一个波长的波,频率表示单位时间内完成的全振动的次数,因此波源的频率等于单位时间内波源发出的完全波的个数,而观察者听到的声音的音调,是由观察者接受到的频率,即单位时间接收到的完全波的个数决定的。当波源和观察者有相对运动时,观察者接收到的频率会改变.在单位时间内,观察者接收到的完全波的个数增多,即接收到的频率增大.同样的道理,当观察者远离波源,观察者在单位时间内接收到的完全波的个数减少,即接收到的频率减小.

❿ 如何利用多普勒效应测量汽车速度

设声源S,观察者L分别以速度Vs,Vl在静止的介质中沿同一直线同向运动,声源发出声波在介质中的传播速度为V,且Vs小于V,Vl小于V。当声源不动时,声源发射频率为f,波长为X的声波,观察者接收到的声波的频率为:

f'=(V+Vl)V/[(V-Vs)X]=(V+Vl)f/(V-Vs)
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