초음파신호를 이용하여 두 물체 사이의 거리를 측정할 수 있도록 초음파신호를 발생시키고 이를 수신하여 증폭하는 프론트-앤드 IC를 설계하였다. 40[kHz]~300[kHz]의 초음파 신호를 발생시켜서 피에조진동자를 통해 간헐적으로 송신하는 회로와 피에조 수신기에서 받은 미세한 반사 신호를 증폭하여 노이즈를 제거한 후 처음 송신된 신호와의 시간 차이를 펄스폭으로 출력하고 이를 이용하여 물체사이의 거리를 계산할 수 있는 기능을 내장하였다. 본 설계에서는 두 가지 기술을 작용하여 기능을 개선하였다. 첫째, 주파수 자동조정(SFC) 회로이다. OTA회로의 gm을 가변시켜 초음파 신호발생기의 출력주파수와 수신단의 밴드패스필터의 중심주파수가 서로 연동되도록 조정해 줌으로써 신호 복원을 용이하게 하였다. 둘째, 가변 이득 조절회로(VGC)이다. 이 회로는 두 물체사이의 거리에 상관없이 수신되는 신호의 진폭이 일정하도록 동작하는 기능을 한다. 또한, 출력레벨변환회로를 적용하여 송신신호의 진폭을 40[V]로 상승시켜 측정거리를 늘리는 시도를 하였다. 시뮬레이션을 위한 공정은 0.6um] 급, 40[V] CMOS 공정을 사용하였다. 전원전압 5[V], 소비전력은 약 12[mW]정도이다. 회로의 규모가 최소화 되어 있고 외부소자 수를 줄였기 때문에 휴대형기기에 편리하게 사용할 수 있게 하였다.
This paper proposes the possibility of SonicID system which is the active RFID based on the ultrasonic spectrum instead of using radio frequency. For the feasibility study, various performance indexes are measured in terms of power consumption and signal path loss onto the frequencies of 40KHz, 433MHz, and 2.4GHz. In addition to the line of sight condition, realistic situations are considered for diverse deploying environments. The results of these analyses demonstrate that the SonicID holds the potential to meet the needs of future advanced RFID system in a scalable fashion.
In this paper, the superposition of ultrasonic signals which were generated by multi-source in a transformer was presented. For analysis of ultrasonic superposition, V$_{peak-peak}$ and pulse number of ultra-sonic signal were used. As a result, the wave form of ultrasonic superposition was classified into three types ; First type was the wave form whose V$_{peak-peak}$ was increased by the superposition of each signal's V$_{peak-peak}$. Second type was wave form whose V$_{peak-peak}$ was decreased by the superposition of each signal's V$_{peak-peak}$. And the other type was wave form whose peals were two or mere. And V$_{peak-peak}$ of superposed ultrasonic wave wads mostlv increased or decreased and pulse number of supe게osed u1trasonic wave was mostly increased.y increased.
Detecting acoustic emission (AE) provides an appropriate method to diagonize on-line transformers, since acoustic signal is not influenced by strong electric field. Then AE versus AE signal processing method is investigated. But this processing is difficult that decision of starting point of AE wave with acoustic noise. This problem is sloved by correlation which calculate time interval between two signals eactly. This paper presents a technique locating the eact position of the partial discharge (PD) in a power transformer by the correlation of the AE signals from two ultrasonic sensors. And PD position is displayed on monitor. Laboratory tests confirmed that the proposed method can be used for locating the PD in power transformer.
The purposes of this paper ensure for the economical efficiency, accuracy, and good applications in domestic site set up the power installations. For the efficient conduct of these purposes, there are measured the partial discharge(PD) used by current probe and compared with detected signal of UV sensor. As the results, PD generated about 35% of breakdown voltage in polymer insulator. UV signal due to high voltage in polymer insulator is detected from about 1.7mV at 30kV to about 3mV at 70kV. Signal detected by ultra-sonic is increased at about 75% of breakdown voltage abruptly. It appears that error range is increased in boundary. UV sensor is needed must use from the practical and economical points of view.
Wind-induced vibrations of mast arms of cantilever traffic signal structures can lead to fatigue failure. Two such structures were instrumented each with a sonic anemometer and a camera that records the motions of the tip of the arm. It was observed throughout this experiment that large amplitude vertical vibrations of mast arms with signals with backplates occur for the most part at low wind speed ranges, between 2 to 7 m/s, and as the wind speed increases the amplitude of the vertical vibrations decreases. The results of these experiments contradict the generally accepted belief that vortex shedding does not cause significant vibrations of mast arms that could lead to fatigue failure, which have been attributed to galloping in the past. Two damping devices were tested with mixed results.
Ultra high frequency (UHF) signals caused by the bouncing motion of aluminium particles in the 352 kV gas-insulated switchgear (GIS) test chamber were measured in order to investigate the signal pattern against the applied voltage phase and ultra sonic signals.
Recently, with the development of service robots and with the new concept of ubiquitous world, the position estimation of mobile objects has been raised to an important problem. As pre-liminary research results, some of the localization schemes are introduced, which provide the relative location of the moving objects subjected to accumulated errors. To implement a real time localization system, a new absolute position estimation method for a mobile robot in indoor environment is proposed in this paper. Design and implementation of the localization system comes from the usage of active beacon systems (based upon RFID technology). The active beacon system is composed of an RFID receiver and an ultra-sonic transmitter: 1. The RFID receiver gets the synchronization signal from the mobile robot and 2. The ultra-sonic transmitter sends out the traveling signal to be used for measuring the distance. Position of a mobile robot in a three dimensional space can be calculated basically from the distance information from. Three beacons and the absolute position information of the beacons themselves. In some case, the mobile robot can get the ultrasonic signals from only one or two beacons, because of the obstacles located along the moving path. Therefore, in this paper, as one of our dedicated contribution, the position estimation scheme with less than three sensors has been developed. Also, the extended Kalman filter algorithm is applied for the improvement of position estimation accuracy of the mobile robot.
Recently, with the development of service robots and with the new concept of ubiquitous world, the position estimation of mobile objects has been raised to an important problem. As pre-liminary research results, some of the localization schemes are introduced, which provide the absolute location of the moving objects subjected to large errors. To implement a precise and convenient localization system, a new absolute position estimation method for a mobile robot in indoor environment is proposed in this paper. Design and implementation of the localization system comes from the usage of active beacon systems (based upon RFID technology). The active beacon system is composed of an RFID receiver and an ultra-sonic transmitter: 1. The RFID receiver gets the synchronization signal from the mobile robot and 2. The ultra-sonic transmitter sends out the traveling signal to be used for measuring the distance. Position of a mobile robot in a three dimensional space can be calculated basically from the distance information from three beacons and the absolute position information of the beacons themselves. Since it is not easy to install the beacons at a specific position precisely, there exists a large localization error and the installation time takes long. To overcome these problems, and provide a precise and convenient localization system, a new auto calibration algorithm is developed in this paper. Also the extended Kalman filter has been adopted for improving the localization accuracy during the mobile robot navigation. The localization accuracy improvement through the proposed auto calibration algorithm and the extended Kalman filter has been demonstrated by the real experiments.
Our goal is the development of a system that estimates the location of interested point in a room with accuracy and low cost. Non-contacting position estimating method is widely used in various areas. Among these methods, acoustic signal-based method is the cheapest and provides reasonably accurate estimation as a result of many research efforts. Most of the acoustic-signal-based three-dimensional location estimators such as 3D sonic digitizer are using the ultrasound, and are organized with two procedures; time-of-flight (TOF) estimation and localization estimation. Since the errors in estimating the TOF could be accumulated with that of localization estimate, accuracy of TOF estimate is as...
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[게시일 2004년 10월 1일]
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