このQ&Aは役に立ちましたか？
超音波と電波の干渉による誤動作について
2023/10/20 02:30
- 超音波センサを搭載した機器の操作中に、距離の変化に対する出力が変化しないという誤動作が発生しました。調査の結果、同じ周波数帯域の電波が発生しているエリアでこの誤動作が起きていることがわかりました。
- これは、同じ周波数帯域の音波と電磁波が干渉しているために超音波センサが正常に動作していないことが原因です。
- 周波数帯域をずらすことで問題なく動作する可能性があります。
超音波と電波の干渉について
2019/06/03 10:00
当方、物理の初心者なのでご容赦願います。
超音波センサ（周波数300ｋＨｚ）を搭載する機器を運転していたところ、距離が変化しても出力が変化しないという誤動作が発生しました。周囲環境を調べたところ、この誤動作が起きるエリアについて同周波数域の電波が発生している事がわかりました。
これは、同周波数帯の音波と電磁波が干渉しているために、受信側の超音波センサがうまく動作していないということがわかりました。
ここで質問なのですが、この場合どのような原理で電磁波が音波と干渉しているのでしょうか？どちらもヘルツを単位とするとしても、音波は、縦波の空気の振動ですし、電磁波は磁界と電界による波だと考えています。したがって、同周波数帯であっても、干渉して影響がでるということが理解できません。
付属の質問として、仮に干渉する物だとする場合、周波数帯をずらせば問題なく動作するでしょうか？
よろしくお願い致します。
回答 （8件中 6～8件目)
同一周波数帯の電波による電磁誘導によって受信回路に生じた電気ノイズがセンサーからの信号より大きくなっているのが原因と言えます。
原因が単純にノイズ＞信号となっているのか、回路のどこかで飽和が起きているのかを切り分ける必要があります。
飽和が起きていないなら、周波数をずらし、受信信号にフィルターをかければなんとかなると思います。
逆に飽和してしまった場合は、いくらフィルターをかけても無意味となります。
第一に考えるべきは受信センサーおよび回路を適切に設置された金属製の箱に入れ、シールドを行うことです。
超音波受信部は開口が必要ですが、影響がない程度でなるべく目の細かい金属メッシュで開口部に電磁気的な蓋をします。
これによりノイズの起電力そのものを削減します。回路が飽和している場合でも、ノイズそのものの削減であるので効果が期待できます。
次いで、電波と超音波の周波数をずらしたうえで、電波周波数の感度をなくすようにします。
大抵は、周波数をずらせば、大丈夫ですが、回路によっては広帯域に受信感度がある状態のもののあるので、周波数フィルターを追加しないといけない場合もあり得ます。
ノイズでの誤動作だと、「こんなとこが効いてるのか」といった予想外が結構あるので、対応は事例ごとに変わり、これだといえるものはありません。
このQ&Aは役に立ちましたか？
この質問は投稿から一年以上経過しています。
解決しない場合、新しい質問の投稿をおすすめします。
補足
2019/06/03 10:35
ご回答ありがとうございます。
仮に、単に電磁波が電気的に干渉している場合についてお聞きしたいのですが、この場合、干渉を避けるために、超音波センサの周波数を電磁波の周波数から外したとしてもやはり動作が正常に戻ることはないでしょうか？