Pysäköintitutka on ajoneuvon pysäköintiä avustava järjestelmä. Se toimii ajoneuvon perä- tai etuosassa olevien ultraäänilaitteiden lähettämien ultraäänipulssien avulla. Yksinkertaisessa järjestelmässä laite ei pysty samanaikaisesti sekä lähettämään että vastaanottamaan ultraäänisignaalia. Sen sijaan se lähettää tasaisin välein ultraäänipulsseja ja rekisteröi pulssien välisinä aikoina ympäristöstä tulevaa samantaajuista ultraääntä (katso kuva 9. A). Järjestelmä määrittää pulssien avulla etäisyyden esteeseen, ja mikäli este on lähellä ajoneuvoa, kuljettajaa varoitetaan.

a) Erään laitteen valmistaja ilmoittaa, että etäisyyden esteeseen pitää olla vähintään 15 cm, jotta laite havaitsee sen luotettavasti. Esteen maksimietäisyys riippuu laitteen herkkyydestä. Selitä lyhyesti, miten etäisyysmittaus ultraäänilaitteella toimii. Kerro myös, miksi mittaus ei toimi, jos etäisyys on liian lyhyt tai liian pitkä. 7 p.

b) Määritä ultraäänipulssin kesto ja itse ultraäänen aallonpituus ja taajuus, jos yhdessä pulssissa on 90 värähtelyjaksoa ja luotettavien mittauksien minimietäisyys on 15 cm. Ilman lämpötila on 20,0 °C. 6 p.

c) Äänen nopeus ilmassa on verrannollinen ilman lämpötilan neliöjuureen, eli [[$v~\sqrt{T}$]]. Minimietäisyys on 15 cm, kun lämpötila on 20,0 °C. Määritä luotettavien mittauksien minimietäisyyden muutos, kun ilman lämpötila nousee 45,0 °C:een. Kuinka suuri on ultraäänen aallonpituuden suhteellinen muutos? Muuttuuko ultraäänipulssin kesto? 7 p.

(V: b) 3,3 mm; 100 kHz c) 4,2 %)