Rechenweg
r = c·t / 2
Der Schall legt den Weg zum Hindernis und zurück in der gemessenen Zeit zurück; die gesuchte Entfernung ist daher nur die halbe zurückgelegte Strecke.
Laufzeitprinzip s = c·t nach Dubbel Meßtechnik W 2.3.1 (Impuls-/Echoverfahren), hier Hin- und Rückweg: r = c·t/2
Abstandsmessung aus der Schalllaufzeit (Echolot-Prinzip)
Der Schall legt den Weg zum Hindernis und zurück in der gemessenen Zeit zurück; die gesuchte Entfernung ist daher nur die halbe zurückgelegte Strecke.
MINTSI
02
Ergebnis
Zielgröße auswählen und Eingaben berechnen.
Eingaben verstehen
- Entfernung r — Abstand zwischen Schallquelle/Empfänger und der reflektierenden Fläche.
- Schallgeschwindigkeit c — Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im jeweiligen Medium.
- Gemessene Laufzeit t — Zeit zwischen dem Aussenden des Signals und dem Empfang des Echos (Hin- und Rückweg).
Beispiel
c=343 m/s und t=0,1 s (100 ms) ergeben r=343·0,1/2=17,15 m.
Annahmen und Grenzen
Punktförmige, ruhende Quelle und ruhendes Ziel, gerader Ausbreitungsweg und konstante Schallgeschwindigkeit; Mehrfachreflexionen und Laufzeitmessfehler fehlen.
Abstandsmessung aus der Schalllaufzeit (Echolot-Prinzip) verstehen
Der Rechner bestimmt die Entfernung zu einer reflektierenden Fläche aus der gemessenen Echo-Laufzeit, das Grundprinzip von Echolot, Ultraschallsensoren und Abstandsmessgeräten.
Was beschreibt diese Größe?
Das Signal legt den Weg zum Hindernis und zurück in der gemessenen Zeit t zurück. Da die gesuchte Entfernung nur der einfache Weg ist, gilt r=c·t/2.
Formel und Variablen
r = c·t / 2
r = c·t/2
| Symbol / Eingabe | Bedeutung |
|---|---|
| Entfernung r | Abstand zwischen Schallquelle/Empfänger und der reflektierenden Fläche. |
| Schallgeschwindigkeit c | Ausbreitungsgeschwindigkeit des Schalls im jeweiligen Medium. |
| Gemessene Laufzeit t | Zeit zwischen dem Aussenden des Signals und dem Empfang des Echos (Hin- und Rückweg). |
Eingaben richtig wählen
c ist die Schallgeschwindigkeit im jeweiligen Medium, t die gemessene Zeit zwischen Aussenden des Signals und Empfang des Echos.
So benutzt du den Rechner
c aus der Mediumtemperatur ableiten (siehe Schallgeschwindigkeitsrechner für Luft) oder für Wasser beziehungsweise ein anderes Medium aus Tabellenwerten übernehmen; t direkt vom Messgerät übernehmen.
Schritt-für-Schritt-Beispiel
c=343 m/s und t=0,1 s (100 ms) ergeben r=343·0,1/2=17,15 m.
Ergebnis und Einheiten verstehen
Eine falsch angenommene Schallgeschwindigkeit (z. B. Luft statt Wasser) führt zu einem proportional falschen Entfernungswert.
c ist eine Geschwindigkeit, t eine Zeit. r wird als Länge ausgegeben.
Typische Anwendungen
Ultraschall-Abstandssensoren, Echolot in der Schifffahrt und Fischereitechnik, Entfernungsmessgeräte nach dem Laufzeitprinzip.
Annahmen, Grenzen und typische Fehler
Punktförmige, ruhende Quelle und ruhendes Ziel entlang eines geraden, ungestörten Ausbreitungswegs sowie konstante Schallgeschwindigkeit im gesamten Medium; Mehrfachreflexionen, Brechung an Mediumsübergängen und Messgerätelaufzeiten fehlen.
Typischer Fehler: Nicht vergessen, durch 2 zu teilen; die gemessene Zeit umfasst Hin- und Rückweg des Signals.
Häufige Fragen
Wofür ist „Abstandsmessung aus der Schalllaufzeit (Echolot-Prinzip)“ gedacht?
Ultraschall-Abstandssensoren, Echolot in der Schifffahrt und Fischereitechnik, Entfernungsmessgeräte nach dem Laufzeitprinzip.
Woher kommen die Eingabewerte?
c ist die Schallgeschwindigkeit im jeweiligen Medium, t die gemessene Zeit zwischen Aussenden des Signals und Empfang des Echos.
Was bildet das Ergebnis nicht ab?
Punktförmige, ruhende Quelle und ruhendes Ziel entlang eines geraden, ungestörten Ausbreitungswegs sowie konstante Schallgeschwindigkeit im gesamten Medium; Mehrfachreflexionen, Brechung an Mediumsübergängen und Messgerätelaufzeiten fehlen.