Accueil > Lycée > Terminale S > Observer > Caractéristiques et propriétés des ondes > Cinémométrie Doppler ultrasonore

Cinémométrie Doppler ultrasonore

mardi 1er novembre 2011, par Jean-Luc Bousquet

Exploiter l’expression du décalage Doppler de la fréquence dans le cas des faibles vitesses.

Mettre en oeuvre une démarche expérimentale pour mesurer une vitesse en utilisant l’effet Doppler.

Messages

  • Bonjour,

    Je viens de voir votre expérience sur l’effet doppler, j’aimerais savoir pourquoi vous utilisez 2 récepteurs et pas un récepteur et un émetteur. J’ai essayé le même type de manip cet après midi sans succès, cela peut-il venir du matériel ?

    Merci d’avance.

    • Bonjour,

      Les émetteurs sont souvent associés à des alimentations en créneaux.
      Le récepteur, qui fait office de filtre, reçoit alors le fondamental sinusoïdal.
      Cela peut perturber les élèves, aussi bien dans les graphes temporels que dans les spectres où apparaissent les pics des harmoniques du signal émis.
      Les transducteurs peuvent aussi bien jouer le rôle d’émetteur que de récepteur, d’où l’utilisation de deux transducteurs identiques.

      Pour répondre à la suite du message, il me faudrait plus de précisions sur l’insuccès de la manipulation.

    • Bonjour,

      merci pour votre protocole, il a marché avec notre matériel : les mêmes récepteurs ultrason que vous, un système d’acquisition Synchronie (7000 points, échantillonage à 100 ns, temps d’acquisition de 700µs), et un écran déplacé à la main.
      Prochaine étape : tester avec une voiture.

  • Si je comprends bien, il suffit de relier un récepteur à un GBF et à une interface d’acquisition et l’autre seulement à l’interface d’acquisition.

    Mais peut-on prendre Orphi avec WINGTS pour cette interface (nous avons aussi des récepteurs de type Jeulin) car nos préparatrices nous ont dit que nos émetteurs - récepteurs Jeulin ne pouvaient pas être connectés sur Orphy ???

  • bonjour,

    à l’aide de votre protocole j’ai mesuré la vitesse d’une voiture radioguidée, en mettant les transducteurs sur le côté de la trajectoire un peu en biais. J’ai filmé la voiture en même temps puis j’ai réalisé un pointage : v(doppler) = 1,7 m/s ; v (pointage grossier) = 2,3 m/s.
    Si vous voulez la vidéo je peux vous l’envoyer.

    Encore merci pour votre protocole et vos réponses rapides.

  • bonjour
    nous avons réussi une acquisition avec les paramètres que vous proposez sous Atelier
    scientifique et la même console que sur la photo.
    nous ne parvenons plus à la faire !! Atelier scientifique ne veut plus 8000 pts sur 10ms !!
    pouvez vous nous éclairer ?
    merci par avance
    Lycée MDF Gondecourt

  • Au lycée Galilée de Guérande nous avons expérimenté avec succès votre méthode
    interface ESAO4+ avec récepteur US connecté à un adaptateur voltmètre sur 250 mV sur la voie1 et un capteur chronociné relié (via une platine maison pour isoler les signaux des 2 fentes) à l’entrée directe 2.
    Paramètres de l’acquisition : 8000 points sur 5 ms (le maxi possible avec notre matériel)
    Synchro croissante à 1V sur le signal de sortie de l’une des fentes du capteur chronociné : ce signal est obtenu par le passage dans la fourche optique d’une lamelle de pile plate que nous avons collé sur le support du récepteur US
    Nous réalisons 2 acquisitions successives avec l’atelier scientifique version 4 : d’abord récepteur fixe (nous déclenchons avec le doigt) puis avec le récepteur déplacé à la main et guidé par un rail collé sur la paillasse.
    Nous changeons le format des données acquises (scientifique avec 5 chiffres) puis sélectionnons 1000 points et copions-collons dans regressi ; puis modélisation des deux tracés ufixe et u mobile=f(t) pour obtenir les périodes de manière très précise
    On calcule ensuite vDoppler de manière classique
    On calcule aussi avec le signal de la fourche acquis en voie 2, la durée d’obturation et on en déduit la vitesse vcapteur optique grâce à la largeur de la lamelle de pile
    Bilan : de 2 à 5% d’écart sur tous nos essais : nous pouvons d’ailleurs vous envoyer nos fichiers
    amicalement
    André Petiteau

  • Bonjour,

    N’importe quel récepteur d’ultrasons JEULIN peut être alimenté par un GBF ? Cela ne risque-t-il pas de l’endommager ? Et si oui, quelle amplitude de tension à ses bornes ne fait-il pas dépasser (la fréquence doit quant à elle être réglée à une valeur proche de 40 kHz je suppose).

    Car nous n’arrivons jamais à voir le signal de notre émetteur à l’oscillo sous sa forme de salve ou de sinusoïde : on ne visualise qu’une sorte de créneau et cela ne facilite pas la compréhension par les élèves. Cela nous arrangerait donc d’utiliser un récepteur en tant qu’émetteur ...

  • Bonjour,

    Vous avez raison lorsque vous pensez qu’un émetteur et un récepteur US utilisent la même technologie : Il s’agit dans les 2 cas de résonateurs piézoélectriques, souvent en céramiques et donc de qualité bien moindre que le quartz qui est bien plus répétitif, car beaucoup moins sensible aux conditions atmosphériques (humidité). Mais leur conception (épaisseur, membrane associée) sont très différentes ! Un émetteur US est bien moins sensible, mais beaucoup plus directif qu’un récepteur. Un récepteur ne pourrait admettre une alimentation en 40Hz que très peu de temps ! (pourquoi pensez vous que les industriels s’embêtent à concevoir des émetteurs et des récepteurs ?). Je vous invite à consulter le catalogue et les données techniques sur www.selectronic.fr, par exemple.

    Vous viendrait-il à la raison d’utiliser un microphone dynamique comme haut-parleur ? Pourtant ceux-ci utilisent tous 2 la technologie de l’électromagnétisme (bobine/aimant).
    Et oui, ça va fonctionner... très peu de temps.... en fonction surtout de la puissance électrique que vous allez lui envoyer, à cause de l’intensité admissible par la bobine et des caractéristiques mécaniques de la membrane et de ses suspensions... C’est la même chose pour les émetteurs et récepteurs US.

    Quoiqu’il en soit, je vous remercie de vos essais et de votre investissement. Je pense simplement qu’il faut attirer l’attention des établissements disposant de peu de budget sur les risques de destruction de leurs émetteurs.

    Bien à vous,

    T. Zwiernik
    Technicien en électronique
    ATPRF
    Lycée Baudelaire - 59100 ROUBAIX

Un message, un commentaire ?

modération a priori

Ce forum est modéré a priori : votre contribution n’apparaîtra qu’après avoir été validée par un administrateur du site.

Qui êtes-vous ?
Votre message

Pour créer des paragraphes, laissez simplement des lignes vides.