Tricky Circuit

Ultraschall-Laufzeit

Miss mit einem Echo

Ultraschall liegt über dem üblichen menschlichen Hörbereich. Ein Echo ist zurückgeworfener Schall. TOF bedeutet Time of Flight, Laufzeit einer Welle. Die gewählte Echozeit enthält Hin- und Rückweg.

Interaktives Experiment öffnen

EXPERIMENTIERTISCH

Ändere die Schaltungseinstellungen, sage die Messwerte voraus und prüfe eine Aufgabe. Dies sind Lernmodelle; die Annahmen werden in jeder Lektion erklärt.

Anmelden, um den Fortschritt zu speichern. Der Gastfortschritt bleibt auf diesem Gerät.

Labor im vollständigen Fenster öffnen

So funktioniert es

Näherung für trockene Luft bei 0–40 °C. Gewähltes gültiges Echo; keine Erkennung von Hindernissen, falschen Echos oder Feuchte. Statische Rechnung, kein laufender Sensor.

T ist Celsius-Temperatur, c Schallgeschwindigkeit, t Hin-Rückzeit in Sekunden. c = 331.3 + 0.606T; Entfernung = c × t/2. /2 berücksichtigt den Rückweg. 1 ms = 0.001 s; Meter × 100 sind Zentimeter.

Schwierigkeit

  1. Aufbauen · Beobachte

    Schalte ein mit 20 °C, 2 ms: 343.42 m/s, 34.342 cm.

    Brauchst du einen Tipp?

    T=20 °C; t=2 ms → c=343.42 m/s; d=34.342 cm

  2. Erforschen · Erkunde

    Behalte 2 ms, wähle 0 °C: 331.3 m/s, 33.13 cm.

    Brauchst du einen Tipp?

    T=0 °C; t=2 ms → c=331.3 m/s; d=33.13 cm

  3. Selbst lösen · Löse

    Wähle 40 °C, 10 ms: 355.54 m/s, 177.77 cm.

    Brauchst du einen Tipp?

    T=40 °C; t=10 ms → c=355.54 m/s; d=177.77 cm

Zusatzwissen und Schaltungsrezepte

Ultraschall-Laufzeit

Wartezeit wird zum Maßstab, ähnlich einem Klatschen vor einer Wand. Ein echter Empfänger muss den nützlichen Rücklauf erst erkennen.

c = 331.3 + 0.606T; d = c × (t/1000)/2 × 100 cm; t [ms], T [°C]

Die Verzögerung beschreibt Weglänge, nicht Objektgröße. Konkurrierende Reflexionen werden nicht aufgelöst.

Ein nützlicher Zusammenhang

Doppelte Zeit bei fester Temperatur bedeutet doppelte Entfernung.

Außerhalb des Modells

Bei gleicher Echozeit ergibt wärmere Luft eine größere berechnete Entfernung.

Eine typische Falle vermeiden

Die Zeit enthält beide Wege. Ohne /2 wird die Antwort doppelt; die Temperaturformel ist eine Näherung.

Gleiche Temperatur, doppelte Zeit. Entfernung…

  1. gleich
  2. halb
  3. doppelt
Weiterlesen

Bei fester Geschwindigkeit ist Entfernung proportional zur Zeit.

Naher Rücklauf

20 °C, 2 ms.

34.342 cm.

Weiter in warmer Luft

40 °C, 10 ms.

177.77 cm.

Probiere eine weitere Änderung

Bei 20 °C vergleiche 1, 2, 4 ms: 17.171, 34.342, 68.684 cm.

ti.com