Hi! Für ein Hochschulprojekt muss ich eine Methode entwickeln, die absolute (ganz wichtig) Entfernung zwischen zwei Punkten zwischen 0 und 28 Millimetern zu ermitteln. (Entfernungsvergrößerung durch Offset [z.B. 5 bis 33mm ] ist möglich) Es steht mir dabei ziemlich frei, welche Methode ich nehme. Meine beiden Favoriten sind zum Einen ein Schrittmotor, der eine Gabellichtschranke über ein Streifenraster bis in eine definierte Endlage fährt und zum Anderen die Messung der Lichtlaufzeit (notfalls per Kondensatorladung zwischen Senden und Empfangen und dann über AD-Wandler auslesen). Mein Dozent schlägt mir aber (jetzt schon zum dritten Mal) das Messschieberprinzip vor. Damit habe ich allerdings ein Problem: Fast alle Messschieber unter 20€ haben nur einen inkrementellen Maßstab. Einige können die Nullposition zumindest so lange speichern, wie die Batterie nicht gewechselt wird. Hier wird also wieder getrickst. Allerdings konnte ich einen Messschieber finden, der über einen absoluten Maßstab verfügt: http://www.industrie-messmittel.de/messtechnik/messschieber/digital_messschieber.asp Der Preis hält mich aber effektiv davon ab, ihn zu kaufen und zu zerlegen. Wie könnte der funktionieren?
Äh, ich sehe gerade, dass dieser Messschieber auch nicht wirklich absolut arbeitet. Die Frage steht trotzdem: Wie würde ein Messschieber mit absolutem Maßstab funktionieren?
> Fast alle Messschieber unter 20€ haben nur einen inkrementellen Maßstab. Das macht deine Schrittmotorlösung aber auch... Welche Auflösung brauchst du? Was soll da vermessen werden, hast du Kontakt zum Prüfling? Wie wäre es mit einer optischen Abstandsmessung (Lasertaster)? http://www.xpertgate.de/produktfamilie/BOD-26K-Distanzsensor/index.html
@ TwiTwi ließ dir bitte einmal die Beschreibung des Messchiebers GENAU durch und denke darüber nach, ob dieser deine Anforderungen erfüllt, ich glaube nämlich dass du den Halbsatz "welche bis zum nächsten Batteriewechsel der Nullpunkt bleibt" überlesen hast. Ich kenne keinen Messschieber, welcher diese Anforderung erfüllt. 1.befinden sich diese pinkte auf eienr bekannten Linie? 2. ist einer optische erfassung von der seite möglich? 3. wie Genau und mit welcher Auflösung muss das erfasst werden? sg zoggl
Lothar Miller schrieb: > Das macht deine Schrittmotorlösung aber auch... Ja. Aber ich könnte den Schrittmotor unmittelbar nach zuschalten der Spannungsversorgung in die Endposition und wieder zurück in die Ausgangslage fahren lassen, so dass ein µC zählt, wie weit er von der Nullposition entfernt ist. > Welche Auflösung brauchst du? 0,35mm wären wünschenswert. Wenn ich mit einer Laseroptik arbeiten kann, kann ich mit Hilfe eines Spiegels den Weg verdoppeln und so die nötige Auflösung halbieren. > Was soll da vermessen werden, hast du Kontakt zum Prüfling? Es geht darum, wie die Linsenposition einer Optik, die jemand von Hand eingestellt hat, elektronisch ausgelesen werden kann. Die Linse ist an einem "Schlitten" befestigt, der sich auf einem Weg von 28 mm hin und her bewegen lässt. An diesem Schlitten lässt sich theoretisch alles mögliche, wie eben eine Gabellichtschranke oder ein Lichtgeber/-empfänger befestigen. > Wie wäre es mit einer optischen Abstandsmessung (Lasertaster)? Das war einer meiner ersten Gedanken. Messung per Lichtlaufzeit (Das macht doch ein Lasertaster, oder?) ist einfach cool. ^_^ Aber für meine gewünschte Auflösung bräuchte ich eine zeitliche Auflösung von etwa 2,3 Picosekunden. Daher würde ich einfach einer Kondensatorladeschaltung ein Start- und Stopp-Signal geben und am Ende die Spannung messen, wobei mir noch nicht klar ist, wie sich Temperatur und Kondensatorspannung auf die sehr kleine Zeitkonstante auswirken. @Jurij: Danke. Ich werde gleich mal reinschauen.
>> Welche Auflösung brauchst du? > 0,35mm wären wünschenswert. Das machen die Laserlichttaster mit links. > Das war einer meiner ersten Gedanken. Messung per Lichtlaufzeit (Das > macht doch ein Lasertaster, oder?) ist einfach cool. ^_^ Es gibt mehrere Verfahren. Aber in diesem Messbereich ist Triangulation üblich.
Lothar Miller schrieb: >>> Welche Auflösung brauchst du? > >> 0,35mm wären wünschenswert. > > Das machen die Laserlichttaster mit links. Dann bin ich ja beruhigt. Hatte bisher nur welche für den Hausgebrauch gefunden, die zwischen 0,5 und mehreren Metern mit einem Fehler von mehreren Millimetern messen können. Gibt es vielleicht noch ein Bautei, ein IC, welches erkennt, wenn es von einem Laser einmal und ein zweites Mal aus einer anderen Richtung getroffen wird? Ich stelle mir etwas vor, das eine Art transparenten Sensor hat, der vom Laser durchleuchtet wird und einen zweiten, der den reflektierten Laser absorbiert und beide Male ein elektrisches Signal ausgibt. Lothar Miller schrieb: > Aber in diesem Messbereich ist Triangulation üblich. Das würde bedeuten, dass ich eine Sensorik benötige, die in der Lage ist, einen Lichteinfallswinkel in etwas umzusetzen, dass elektronisch über ADU oder serielle Schnittstelle auswertbar ist. Außer einer Kamera und einer Bilderkennungssoftware fällt mir dazu erstmal nichts ein. :(
http://www.newall.com/LEDs/absolute/absolute_leds.htm http://books.google.de/books?id=0SwbWS64c7UC&pg=PA157&lpg=PA157&dq=gray+code+linear&source=bl&ots=Vkryd74JBF&sig=hr8VfkunJ9BfnTF9KGVVU2PU6Yw&hl=de&ei=ASg3TJfQBKP9sQa3tMXvBg&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5&ved=0CDQQ6AEwBA#v=onepage&q=gray%20code%20linear&f=false http://www.aig-imaging.com/Encoders.html und natürlich noch Leitplastik-Schiebepotentiometer.
@zoggl: Ja. Das habe ich tatsächlich übersehen. ;) Ich habe mich von der Zeile "Eingebauter absoluter Maßstab" irreführen lassen. > 1.befinden sich diese pinkte auf eienr bekannten Linie? Ehrlich gesagt, weiß ich jetzt nicht genau, was du meinst. Es gibt da einen Schlitten, der auf einer Schiene hin und her fährt. Wo sich der Schlitten momentan befindet, ist zu ermitteln. > 2. ist einer optische erfassung von der seite möglich? Ja. Ich kann (theoretisch) alles mögliche an der Seite anbringen, wobei kompakte Anbauten wünschenswert sind. > 3. wie Genau und mit welcher Auflösung muss das erfasst werden? Der Schlitten verschiebt eine Linse, wodurch sich ein Fokuspunkt zwischen 0,7 und 1,5Metern ändern soll. Für eine Genauigkeit von 1cm bräuchte ich einen Teiler von 80. Da die Schlittenstrecke nur 28mm beträgt, brauche ich eine Positionsauflösung von 0,35mm, oder falls ich die Lichtlaufzeit hin und zurück verwende, 0,7mm. (Entschuldigung. Ich habe deinen Post das erste Mal überscrollt. Katzenhaare unter der Maus. :p)
Nimm' eine Kamera - Webcam sollte reichen - tausche die Linse gegen eine Zylinderlinse (dann hast du eine billige Zeilenkamera), kalibrier' das Ding und gut ist's.
Gray-Code? Müsste nur fein genug gedruckt werden, aber auch das wäre machbar.
> Nimm' eine Kamera
Unterschätz aber mal nicht die Ungenauigkeit einer Kameraoptik....
Bei einem Verfahrweg von 28 mm und einer geforderten Auflösung von 0,35 mm tut's doch ein ganz normales Schiebepotentiometer, das über A/D-Wandler eingelesen wird. Für höhere Ansprüche kann man auch ein 10-Gang-Poti mit entsprechender Mechanik (Seilrolle) nehmen. Bei einem 8bit-Wandler hättest du bereits ~0,11 mm Auflösung.
Schiebepotentiometer leiden tendenziell unter schlechter Linearität. Was darf der Spaß denn kosten?
Andreas K. schrieb: > Schiebepotentiometer leiden tendenziell unter schlechter Linearität. Transducer nicht: http://www.transducersdirect.com/HeleoCart/ProductCategory/Linear+Transducers%2829%29.aspx Gruss Reinhard
>Schiebepotentiometer leiden tendenziell unter schlechter Linearität.
Brückenschaltung oder Look-Up-Table könnten dagegen helfen...
TwiTwi schrieb: > Für ein Hochschulprojekt muss ich eine Methode entwickeln, die absolute > (ganz wichtig) Entfernung zwischen zwei Punkten zwischen 0 und 28 > Millimetern zu ermitteln. Ist nicht die Entfernung zwischen 2 Punkten immer absolut? Ich könnte mir nichts vorstellen unter: "Punkt A befindet sich in einer relativen Entfernung von 20mm" TwiTwi schrieb: > Fast alle Messschieber unter 20€ > haben nur einen inkrementellen Maßstab. Und wo ist da das Problem?
>Und wo ist da das Problem?
Schon mal mit einem digitalen Messschieber gearbeitet?
Sobald der keinen Strom mehr hat, vergisst er leider, den Abstand
zwischen fester und beweglicher "Backe".
Das soll er aber nicht, auch wenn der Strom zwischenzeitlich
unterbrochen wurde.
Ein Motor mit Absolutwertgeber wäre vielleicht noch eine Möglichkeit.
Wenn dein Prof auf die Absolutentfernungsmessung besteht, solltest du
ihm den entsprechenden Messschieber zum Kauf vorschlagen ;-)
Ich sehe immer noch nicht das Problem. Entweder sorgt man halt dafür, das die Stromversorgung dauerhaft erhalten bleibt oder fährt halt nach dem Wiedereinschalten kurz die Nullstellung an. Beides dürfte problemlos machbar sein.
> > Das macht deine Schrittmotorlösung aber auch... > > Ja. Aber ich könnte den Schrittmotor unmittelbar nach zuschalten der > Spannungsversorgung in die Endposition und wieder zurück in die > Ausgangslage fahren lassen, so dass ein µC zählt, wie weit er von der > Nullposition entfernt ist. Wenn das möglich ist, kann auch mit 'nem digitalen Messchieber gearbeitet werden.
http://www.jenaer-mt.com/web/images/stories/jmt/pdf/02_de_zlm900lsi.pdf Das würde ich meinem Prof. vorschlagen ;) Man kann da ja mal anrufen. Es geht ja um Experimentieren undso, oder soll es ein kommerzielles Projekt werden? Rudi
Idee: Da es ja nur um kleine Distanzen geht: Ein Magnet (mit dem Schlitten verbunden) taucht in eine Spule ein und verändert so die Resonanzfrequenz. mal eine Frage: > zum Anderen die Messung der Lichtlaufzeit (notfalls > per Kondensatorladung zwischen Senden und Empfangen und dann über > AD-Wandler auslesen). was denkt ihr: Kriegt man das als Bastler hin?
Wenn die Genauigkeit reicht: lineares Kohle-Poti. Wenn's besser sein soll: lineares Plaste+Elaste-Poti Das ist einfacher, billiger und transparenter als alle anderen Sensorlösungen. Vref vom ADC == Versorgungsspannung des Potis. Notfalls ein paar Stützstellen zur Linearisierung verwenden.
Das mit dem Gray-Code ist aber auch keine schlechte Idee. Bei der "schlechten" Genauigkeit von 0,35mm könnte man doch glatt die benötigten 7 Bit nebeneinander auf eine Platine ätzen und mit 7 Kontakten abtasten...
Karl heinz Buchegger schrieb: > mal eine Frage: >> zum Anderen die Messung der Lichtlaufzeit (notfalls >> per Kondensatorladung zwischen Senden und Empfangen und dann über >> AD-Wandler auslesen). > > was denkt ihr: Kriegt man das als Bastler hin? Hallo, da wurden glaube ich 0.3 mm als Auflösung in die Diskussion geworfen. Das sind als Lichtlaufzeit 1 ps (0,001 ns). Müsste man als Anstiegszeit des Lichtimpulses und als zeitliche Auflösung beim Empfang einhalten - no way. Gruss Reinhard
Wer sagt denn, dass Laserabstandsmessungen immer auf Laufzeit beruhen müssen??
Niemand, nur der Threadersteller hats ausdrücklich so geschrieben...
Was ist mit Lasertriangulation? z.B.: http://www.drwehrhahn.com/om_psd_d.htm Wie genau muss eigentlich die Auflösung sein?
Wenn die Mechanik so aussieht, dass man theoretisch einen Schrittmotor anbauen könnte, dann könnte man auch einen Absolutwert Drehgebergeber dranbauen. Oder ?
Musst du eigentlich eine neue Methode entwickeln wie ursprünglich geschrieben? Oder musst du in einem Projekt einfach absolut messen, was mit zugekauften Teilen möglich ist?
Meine Güte. Ich bin echt leicht schockiert. Es geht um eine extrem einfache bis triviale Wegmessung mit lächerlicher Auflösung und hervorragenden Umständen (linearer Schlitten, beliebiger Anbau möglich, etc) und da kommen Ideen wie Laser, Lichtlaufzeitmessung im picosekundenbereich.. AHHHH. Ich würde da nen 10€ Messschieber modifzieren und dem ne größere Lithium-Batterie spendieren, die Teile halten 10 Jahre. Die muss dann halt mal alle 10 Jahre gewechselt und der Messschieber neu genullt werden.
Gray-Code ist das einfachste, mit einem Laserdrucker einen Streifen bedrucken und per Scannerzeile auslesen: such mal bei Pollin nach dem Stichwort "Bildsensor" ... http://de.wikipedia.org/wiki/Gray-Code http://www.pollin.de/shop/suchergebnis.html?S_TEXT=bildsensor&S_TEXT1=&S_WGRUPPE=default&absenden=
In der Aufzugtechnik werden Absolutwertgeber auf der "Messschieberbasis" mit 0,5mm Auflösung und Messsbereichen um die 30m benutzt Basis ist z.B. ein Gummimagnetband auf Edelstalträger laminiert welches vom Lesekopf abgetastet wird. Reste eines solchen Bandes mit digitaler Signatur und link auf Doku kann ich dir bei Interesse kostenlos schicken. MfG Winne
Wenn's denn kein Gebastel sein soll, ne ordentliche Digitale Messuhr mit 30mm oder 50mm Messweg an nen ordentlichen Anschlagspunkt und fertig. Such dir was raus... http://www.lna.br/~det/Projetos/TCSPD/doc/MitutoyoGauges.pdf Gruß Benni
Eine ganz einfache Lösung per Seilzug, Feder und Poti. Siehe hier: http://www.micro-epsilon.de/glossar/Seilzugsensor.html
> und da kommen Ideen wie Laser, Lichtlaufzeitmessung im > picosekundenbereich.. AHHHH. Es geht doch viel einfacher mit Triangulationssensoren (aber ich meinte, das schon vor ewigen Zeiten angemerkt zu haben): http://www.xpertgate.de/produktfamilie/BOD-26K-Distanzsensor/index.html http://www.pressebox.de/pressemeldungen/contrinex-gmbh/boxid/153949 http://www.betasensorik.de/produkte/lasersensor/lasersensoren.htm Stichworte für Google: laserlichttaster analogausgang
Wie wäre es einen Digitalen Messschieber zu verwenden, diesen einmal zu kalibrieren (nullpunkt einstellen) und vor dem Ausschalten die letzte Messung in einem EEPROM zu speichern? Mein Messschieber von Pollin gibt auch negative Maße aus, beim erneuten einschalten wieder kalibrieren und von diesem Messwert dann den Wert aus dem EEPROM abziehen und schon hat man die aktuelle (zur ersten Kalibrierung absolute) Position.
> schon hat man die aktuelle (zur ersten Kalibrierung absolute) Position.
Nicht, wenn ich da zwischendurch mal ran darf.... ;-)
Man kann alles versuchen, aber absolut ist einfach nicht relativ. Das
ganze Zeug mit zwischenspeichern und irgendwann mal nachkalibrieren ist
Murks. Was hier irgendwie ein wenig vernachlässigt wird: diese
"üblichen" Messsschieber schalten sich einfach irgendwann mal ab... :-o
Was auch vernachlässigt wird ist der Spieltrieb. Wenn ich früh morgens ins Labor komme, kann es schon sein, dass ich eine halbe Stunde an der optischen Bank hantiere, ehe ich merke, dass die Elektronik noch gar nicht an ist. Oops. Und wie kriege ich jetzt * den Messschieber erneut kalibiert * die optische Bank wieder in denselben Zustand wie vor der Erkennung des Missgeschicks.
@Alle Alles gute Argumente und Vorschläge. Einige sehr gute sogar. Vielen Dank dafür. Bisher gefällt mir jedenfalls die Lösung mit dem Schieberegler am besten. Jetzt muss ich nur noch herausfinden, wie diese Dinger sich genau verhalten. Bei Conrad habe ich welche gesehen, die eine lineare Kennlinie (Spannung am Abgriff über Postion des Abgriffs) haben. Das ist schonmal nicht schlecht, weil ich dann keine Kennlinientabelle anfertigen muss sondern eine simple Dreisatzformel im µC hinterlegen kann. Die Toleranz des Widerstands ist im Prinzip egal, da ich ihn softwaremäßig Kalibrieren könnte. Und da sich bei Erwärmung nur der Wesamtwiderstandwert, aber nicht die Verhältnisse [Gesamtwert]/[Wert unter Abgriff] ändern, sollte die Ausgangsspannung temperaturunabhängig sein. Aber: Ich brauche ja für 1cm Fokusgenauigkeit einen Teiler von 80, also mindestens einen 7Bit-ADC. Nehmen wir mal an, ich finde einen 30mm-Schieberegler, 1kOhm, 0,2W (muss noch suchen), dann kann ich den mit gut 14V betreiben. Ein achtzigstel davon sind 175mV. Diese Spannung entspricht einem Verschiebeweg von 0,375mm (Vermutlich wird die Spannung, die 5/1000mm entspricht, vom ADC einfach weg gerundet). Ich nehme aber an, dass sich der Widerstand bei jedem Verschieben nicht konstant verhält. Angenommen, ich schaffe es über eine Lange Schraube den Abgriff in eine Richtung und dann genau an die Ausgangsposition zu verschieben, wird mir der ADC den gleichen Wert wie vor dem Verschieben ausgeben? Alternativ könnte ich auch einen 60mm-Poti (oder noch länger) nehmen und den Abgriff über einen Hebel an den Linsenchlitten koppeln, so dass ich am Poti selbst die Position einstelle, die dann auf den Weg des Schlittens übertragen wird. Das wäre vermutlich die sicherere Lösung.
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