Последние две недели удалось возобновить работу над проектом. Крайняя версия прибора:
Усилители смонтированы с излучателями для снижения уровня помех от импульсных источников. Датчики расположил под углом для уменьшения интерференции. Решил не использовать мультиплексоры для обеспечения работы в непрерывном режиме:
Непрерывный режим не оказался панацеей от всех проблем, но позволил избавится от фазовой нестабильности. Температурная нестабильность конструкции заметно уменьшилась, но как оказалось, большее влияние на постоянство измерений оказывают различия в самих датчиках. Сравнил несколько моделей датчиков на предмет постоянства добротности и резонансной частоты.
Результаты не сильно отличаются и выделить, что то однозначно сложно и вот почему:
На первом графике сырые данные с датчиков при изменении температуры. В исследуемом приборе датчики установлены в посадочные места с натягом и жестко зафиксированы. Подробнее по графику: ось X, красная и зеленая линии, ось Y синяя и коричневая, температура -- желтая. Измеряется температура корпуса, в области крепления датчиков. Видно, что ни о каком линейном законе речь не идет. На втором графике значения скорости. Около 17:20 наблюдается скачкообразное изменение значений при установившейся температуре.
Далее посадочные места под датчики были расточены, что бы корпус не касался датчика. Так же подобрал максимально близкие по параметрам пары.
Исчезли скачкообразные изменения и наблюдается стабильная повторяемость.
Но результат все еще оставляет желать... Напрашивается калибровка во всем диапазоне температур, но пока не известно как прибор будет реагировать на погодные условия. Что бы не возникло идей играться с корпусом, покажу вот такую модель:
Результат тот же. Мне кажется, что конструкция получается крайне не технологична в плане калибровки и видимо при отсутствии идей, это концепт лучше оставить как есть. Дальше предполагаю попробовать датчики на 200kHz.
Суть метода измерения намного проще и менее подвержена влиянию конструктивных особенностей датчиков (кмк), нужно получить время между сигналом и ответом. Но как обычно не без сюрпризов: при скорости от 15м/с приемник "глохнет", от 18м/c -- появляется сильный шум. Т.е. нужно поднимать уровень сигнала, значит предыдущая схемотехника не годится в принципе.