Hallo,
Ich suche nach einer Möglichkeit einen Abstandssensor zu bauen, der
Bewegungen im Bereich von µm Aufzeichnet.
Wichtig ist auch, dass er schnell arbeiten muss, da die Bewegungen nur
ca 0.5 ms andauern.
Meine Idee war, die Abstandsmessung auf Basis der Triangulation zu
realisieren.
Leider hat, das sich bewegende Objekt, nur einen Durchmesser von 1mm.
Ich habe schon nach Lasern gesucht. Aber die haben alle einen
durchmesser von 5mm.
Hat jemand einen Bauplan oder eine Idee wie ich das realisieren kann?
Vielen Dank schon mal,
Gruß
Benno668
Benno668 schrieb:> Meine Idee war, die Abstandsmessung auf Basis der Triangulation zu> realisieren.
Ja, damit kann man bis in den nm-Bereich hinein regeln. Das benutzt
man z.B. für AFMs. Nicht ganz so genau, aber auf Bruchteile von µm
regelt ein CD-Spieler. Der benutzte Laser muss natürlich passend
fokussiert werden.
Gruss
Harald
>Baue einen Kondensator auf, der Teils eines Oszillators wird. Aus den>Frequenzänderungen lassen sich die Plattenabstände berechnen.
Das klingt interessant. Kannst du das genauer beschreiben?
Hier noch ein Link zu dem, was René D. geschrieben hat:
http://de.wikipedia.org/wiki/Chromatisch-konfokale_Abstandsmessung
Vorteil: Schnell, genau, Kontaktlos.
Nachteil: Aufwändiger optischer Aufbau, teuer.
Ein kapazitiver oder induktiver Sensor wäre wirklich deutlich einfacher.
Allerdings müsstest du dazu das Messobjekt mechanisch kontaktieren (wenn
es nicht selber als Kondensatorplatte/Metallstab dienen kann).
Interferometrisch wäre noch eine Möglichkeit, wäre aber durch die nötige
Optik auch recht teuer und aufwändig.
Das Porblem was ich bei einem konfokalen Messen sehe ist, dass ich für
verschiedene Abstände unterschiedliche Farben bekomme. Ich habe
bedanken, was die Auslesegeschwindigkeit der Sensoren angeht. Immerhin
arbeite ich dort im illisekunden wenn nicht sogar µs Bereich.
Dagegen finde ich die Triangulation eines CD-Players interessant. sollte
es nicht möglich sein einen Laser auszubauen und für meine Zwecke zu
nutzen?
Hat jemand erfahrung?
Benno668 schrieb:> Dagegen finde ich die Triangulation eines CD-Players interessant.
Es gibt auch fertige Meßgeräte nach diesem Prinzip. Grundsätzlich
wird dort auf einen exakten Abstand geregelt
> sollte es nicht möglich sein einen Laser auszubauen und für meine> Zwecke zu nutzen?
Ich glaube nicht, das man das als Eigenkonstruktion so exakt
hinbekommt.
> Hat jemand erfahrung?
Ich habe viele Jahre Messungen im Mikro-, Nano- und Subnanometer-
Bereich gemacht. Allerdings mit Fertigmeßgeräten. Auch damit hat
man genug zu tun, das ganze exakt zu justieren.
Gruss
Harald
GB schrieb:> http://www.optomet.de/
Kann mir jemand erklären warum auf dem Laser doppler Vibrometer ein
Fernrohr drauf ist?
Ist es so schwer den Laser zu platzieren? Ich sehe duch auf dem
Messobjekt den Laserpunkt.
Sind schon einige Varianten gekommen, es häht auch von den
Eingenschaften deines Objektes ab. Welches Verfahren am besten geeignet
ist.
Es gab auch mal jemanden der musst die Geschindigkeit von so einem
Objekt bestimmen. Der hatte einen farbigen Imagesensor benutzt und mit
einem Roten, Blauen und Grünen Blitz zeitlich versetzt Lichtimpulse
ausgesendet.
Und danach den Sensor aus gelesen.
Strobskoseffekt.
Dann hast du die Position zum Zeitpunkt des Blitzes erfasst. Vielleicht
reicht das dir als Korrelationsgröße.
> Dagegen finde ich die Triangulation eines CD-Players interessant. sollte> es nicht möglich sein einen Laser auszubauen und für meine Zwecke zu> nutzen?>> Hat jemand erfahrung?
Geht nur auf einer Ebene.
Ist dein Objekt eben oder hat es eine runde Form?
Bei uns in der AFM Gruppe wird das wie im angehängten Bild gelöst.
Der Cantilever (das Teil auf den der Laser leuchtet) bewegt sich und
ändert dadurch den Winkel vom Lichtstrahl. Der Laser trifft auf eine
Viersegmentphotodiode. Verschiebt sich der Lichtstrahl, ändern sich die
Spannungen der einzelnen Segmenten.
Für eine einfache Abstandsmessung reicht eine zweisegmentphotodiode, ein
Spiegel (oder etwas reflektierendes) und eben ein Laser. Der Laser wird
leicht schräg auf den Spiegel gerichtet, und die diode solange
verschoben (mikrometerschraube mit Feder) bis die Spannung bei beiden
Segmenten gleich ist. (Hier ist einmal die Summe interessant (wieviel
Laser ist auf der Diode) und einmal die Differenz (wie weit ist der
Laser verschoben)
Wird nun der Spiegel (oder das Ojekt andem der Spiegel ist) weiter weg
geschoben, verschiebt sich der laser am Spiegel um Abstand*sin(alpha),
bei der Diode also um 2 mal a*sin(alpha). hierdurch entsteht eine
differenz in der Spannung. Einmal kalibriert geht das auf nm genau. Wir
arbeiten mit 100kHz ADC, funktioniert einwandfrei.
Laser kostet um die 100€ (z.b. lasercomponents, die geben auf 10cm einen
durchmesser von unter 80µm an (nachgefragt)
spiegel ist umsonst wahrscheinlich. Photodiode umd die 30€ (edmund
optics).
Danach nur noch Signalverarbeitung (OPV, extra ADC oder der im µC) für
ein paar €.
Probleme gibts dann, wenn Dreck im Spiel ist, ansonsten läuft das.
Moin,
schau dir mal den ldc1000 von TI an. Den kann man für induktive
Abstandsmessung benutzen. Hier stellt TI den vor und zeigt ein bisschen
was: http://www.youtube.com/watch?v=ve7cfYcTUaM
Grüße
Gerald G. schrieb:> Bei uns in der AFM Gruppe wird das wie im angehängten Bild gelöst.
Neben dem hier beschriebenen Verfahren gibts noch die Möglichkeit,
mit einem Faserinterferrometer den Abstand zu messen.
> spiegel ist umsonst wahrscheinlich.
Es muss aber ein Oberfläcchenspiegel sein. Ein Taschenspiegel, bei
dem die Spiegelfläche hinter Glas liegt, ist nicht geeignet.
Gruss
Harald
René D. schrieb:> Kann mir jemand erklären warum auf dem Laser doppler Vibrometer ein> Fernrohr drauf ist?> Ist es so schwer den Laser zu platzieren? Ich sehe duch auf dem> Messobjekt den Laserpunkt.
Abhängig vom verwendeten Objektiv kannst Du auch mehr als 100m vom
Messobjekt entfernt sein...
