Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik 0.3mm Wegsensor


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von Max M. (quiche)


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Hallo zusammen!

Für ein Hobbyprojekt (Eigenbau AFM) suche ich einen linearen Wegsensor 
mit etwa 0.3mm Weg (auf jeden Fall weniger als 1mm). Kommerzielle Geräte 
verwenden kapazitive Wegsensoren, allerdings konnte ich nichts passendes 
finden. Es gibt viele kapazitive Näherungsschalter aber kaum lineare 
Weggeber. Auch bei den Elektronik Händlern habe ich keine zahlbaren 
anderen Sensortypen gefunden (unter grossen Schmerzen könnte ich max. 
vielleicht je 200 Eur verkraften, brauche zwei Stück).
Mein Reflex wäre sonst einen auf Dehnungsmessstreifen basierenden Aufbau 
zu entwickeln (indirekte Messung), aber das muss doch einfacher gehen?


Kennt jemand einen Wegsensor/linearen Weggeber mit etwa 0.3mm Weg?

von MaWin (Gast)


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Max M. schrieb:
> Kennt jemand einen Wegsensor/linearen Weggeber mit etwa 0.3mm Weg?

Klar, kapazitive.

Ist doch supersimpel, 2 Metallteile, davon 1 elektrisch isoliert, nähert 
sich dem anderen an. Schon kann man problemlos die Kapazität im pF 
Bereich messen und als Längeninfo nutzen.

Meist verwendet man einen temperaturstabilen Oszillator in dem der 
Kondensator an frequenzbestimmendes Element verwendet wird und zählt die 
Frequenz. Vergiss nicht, daß sich die Kapazität zum drumherum nicht 
ändert.

Besonders schick wird es, wenn das sich um 0.3mm bewegende Teil wischen 
2 Platten befindet, dann kann man die Kapazitätsdifferenz messen.

von sid (Gast)


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geh mal zum Discounter deiner Wahl und kauf einen digitalen Messschieber 
für n zehner.
Rupf den auseinander und schwupp schon hast Du deinen linearen 
Wegstreckensensor mit 0.01mm auflösung inkl Display
und den Silberstreif kürzt Du dann auf benötigtes Mass.

'sid

von Gustl B. (-gb-)


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Warum verwendet man eigentlich nicht so Sensoren wie an optischen 
Mäusen? Die schaffen ja eine sehr hohe Genauigkeit.

von Max M. (quiche)


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MaWin schrieb:
> Meist verwendet man einen temperaturstabilen Oszillator in dem der
> Kondensator an frequenzbestimmendes Element verwendet wird und zählt die
> Frequenz. Vergiss nicht, daß sich die Kapazität zum drumherum nicht
> ändert.

Danke, das war hilfreich!

Kennt jemand eine Vorlage für einen Kapazitiven Sensor an der man sich 
orientieren könnte?
Ich oute mich mal als Mechaniker, damit verdiene ich meine Brötchen. 
Geläppte Elektroden, planparallele Ausrichtung und isolierte 
Schirmelektroden bekomme ich mit wenig Mühe hin. Die Auswertelektronik 
und Kalibrierung schaffe ich schon auch irgendwie, wird aber ein grosses 
Projekt für sich. Wenn es das bezahlbar gäbe würde ich Sensor und 
Elektronik auch kaufen.


sid schrieb:
> 0.01mm auflösung inkl Display

--> Etwas bessere Auflösung wollte ich eigentlich schon anstreben 
(idealerweise unter 1um, Linearitätsfehler etc. sind dann aber weniger 
kritisch). Optisch ist der Bereich unter 10um auch schon eher aufwändig.

MaWin schrieb:
> Besonders schick wird es, wenn das sich um 0.3mm bewegende Teil wischen
> 2 Platten befindet, dann kann man die Kapazitätsdifferenz messen.


--> Gute Idee, das lässt sich einrichten! Die beiden Kapazitäten liegen 
dann zwar mehrere cm auseinander aber mit etwas Aufwand lässt sich das 
machen.

von georg (Gast)


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Gustl B. schrieb:
> Warum verwendet man eigentlich nicht so Sensoren wie an optischen
> Mäusen? Die schaffen ja eine sehr hohe Genauigkeit.

Deswegen nimmt man in der Feinmechanik ja auch Mäuse für die Vermessung 
von Präzisionsbauteilen...

Etwas problematisch ist dabei nur die Tatsache, dass Mäuse keine 
absoluten Positionen messen können, sondern nur relative Bewegungen.

Georg

von Gustl B. (-gb-)


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georg schrieb:
> Deswegen nimmt man in der Feinmechanik ja auch Mäuse für die Vermessung
> von Präzisionsbauteilen...

Das war mir nicht bekannt.

Gut, klar messen die nur Bewegung. Aber wenn man einen Startort kennt 
kann man ja von dort aus weiterrechnen. Quasi wie die Position nur mit 
einem Gyroskop vom Start an zu bestimmen. Da summiert sich also der 
Fehler über den Weg auf und es wäre schön wenn man ab und zu mal eine 
bekannte Position an der man kalibrieren kann.

von ryven (Gast)


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Tesa und Konsorten haben da Messtaster dafür im Programm.
Bieten 0,015µm Wiederholbarkeit. Sollte reichen. Sind Indutiv.
Die von Mahr bekommst du sogar bei Real ;-)

von Rote T. (tomate)


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ryven schrieb:
> Tesa und Konsorten haben da Messtaster dafür im Programm.
> Bieten 0,015µm Wiederholbarkeit. Sollte reichen. Sind Indutiv.
> Die von Mahr bekommst du sogar bei Real ;-)

https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_variable_differential_transformer

von Mark W. (kram) Benutzerseite


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Gustl B. schrieb:
Da summiert sich also der
> Fehler über den Weg auf und es wäre schön wenn man ab und zu mal eine
> bekannte Position an der man kalibrieren kann.
Parke mal Deine Maus an einer bestimmten Position, die Du wieder 
anfahren kannst. Dann merke Dir die Position auf dem Desktop. 
Anschlissend faehrst Du etwas hin und her und wieder zur 
Ausgangsposition und schaust wo der Mauszeiger jetzt steht. Maeuse sind 
ziemlich ungenau.

von Gustl B. (-gb-)


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Mark W. schrieb:
> Anschlissend faehrst Du etwas hin und her und wieder zur
> Ausgangsposition und schaust wo der Mauszeiger jetzt steht.

Das liegt daran, dass die meisten Betriebsysteme eine Beschleunigung 
rechnen. Also es gibt keinen direkten Zusammenhang zwischen 
Zeigergeschwindigkeit und Mausgeschwindigkeit.

Schalte mal unter Windows die Option "Zeigerbeschleunigung verbessern" 
aus.

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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https://www.megatron.de/kategorie/wegsensoren.html
Die Preise dürften aber etwas höher sein, als ein Messschieber vom 
Wühltisch.

von Gerald K. (geku)


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Vielleicht mit einem Laserinterferometer?

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrooptische_Entfernungsmessung

: Bearbeitet durch User
von Egon D. (egon_d)


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Max M. schrieb:

> Gute Idee, das lässt sich einrichten! Die beiden
> Kapazitäten liegen dann zwar mehrere cm auseinander
> [...]

Um Gottes Willen -- warum denn das?

Einen Spalt von 1600µm (=1.6mm) wirst Du ja wohl
hinbekommen; notfalls mit einem mehrteiligen Aufbau.
Dort kommt ein Plättchen mit 1500µm (=1.5mm) Dicke
hinein und wird dort mittig befestigt.

Der Plattenabstand beträgt dann auf jeder Seite 50µm;
eine Frequenzauswertung auf 10^-3 ist kein Hexenwerk
--> Sensorauflösung 50nm.

Das Problem wird eher die Driftstabilisierung sein.

von Gerald K. (geku)


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Egon D. schrieb:
> Der Plattenabstand beträgt dann auf jeder Seite 50µm; eine
> Frequenzauswertung auf 10^-3 ist kein Hexenwerk --> Sensorauflösung
> 50nm.
> Das Problem wird eher die Driftstabilisierung sein.

Die Frage ist auch wie groß ist die restliche Kapazität gegenüber der 
Umgebung und wie stabil ist diese. Da hilft auch die genaueste 
Frequenzmessung nichts.

von Max M. (quiche)


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Kennt jemand ein Beispiel von einem linearen kapazitiven Wegaufnehmer 
als Eigenbauprojekt?
Konnte leider nur einfache Touchsensoren oder Schalter finden.

von Swag L. (scrapemaster)


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Hi, wenn du den Sensor stationär verwendest und nur kurze Messwege 
brauchst kannst du es mit einem Hall- Sensor und einem kleinen Magneten 
versuchen. Sobald du aber den Sensor Bewegst spielt das Erdmagnetfeld 
mit rein. Habe ich schon gemacht, zur linearität kann ich keine Aussage 
treffen.

von Klaus (Gast)


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Max M. schrieb:
> Mein Reflex wäre sonst einen auf Dehnungsmessstreifen basierenden Aufbau
> zu entwickeln (indirekte Messung), aber das muss doch einfacher gehen?

Was ist daran problematisch? Einen Biegebalken mit DMS und den passenden 
Auswertechip HX711 gibts für kleines Geld beim freundlichen Chinesen. Da 
bist du mit 2-3$ dabei. Jetzt musst du nur noch schauen, wieviel Kraft 
dein bewegtes Teil ausüben kann und den Biegebalken passend auswählen.

MfG Klaus

von Egon D. (egon_d)


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Max M. schrieb:

> Für ein Hobbyprojekt (Eigenbau AFM)

"AFM" steht für "atomic force microscopy"?


> Kommerzielle Geräte verwenden kapazitive
> Wegsensoren,

Seit wann?
Das Gerät meines früheren Kollekte verwendete einen
optischen Sensor.

von Horst S. (petawatt)


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Google liefert z.B. einen "Digitalen Messtaster" 
https://www.waycon.de/produkte/digitale-messtaster/ . Liefert 
incrementale Impulse je Mikrometer. Auswerteschaltung muss man aber 
selber bauen. Ob da 200 € ausreichen?
Grüße von petawatt

von Egon D. (egon_d)


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Scheisse.

Egon D. schrieb:

> meines früheren Kollekte

--> "... meines früheren Kollegen..."

von Tom (Gast)


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von Sven B. (scummos)


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georg schrieb:
> Etwas problematisch ist dabei nur die Tatsache, dass Mäuse keine
> absoluten Positionen messen können, sondern nur relative Bewegungen.

Das ist aber bei vielen anderen Messtechniken, z.B. den 
Digitalmessschiebern, auch nicht anders. Deshalb gibt's ja da immer den 
"Zero"-Knopf.

Auch die beliebten Magnetmaßstäbe messen keine Absolutpositionen.

Die Maus-Methode erscheint mir hier aber auch nicht geeignet, weil sie 
im Gegensatz zum Magnetmaßstab ein großes Risiko hat zu driften.

von Harald W. (wilhelms)


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Egon D. schrieb:

> Das Gerät meines früheren Kollekte verwendete einen
> optischen Sensor.

Es gibt sone und solche.

von Lurchi (Gast)


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Für die Kapazitive Messung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die 
Variante mit Oszillator und Frequenzmessung ist relativ einfach, wenn 
die Schalung dicht am Sensor ist.

Wenn da mehr Abstand ist, geht es besser an das eine Ende des variablen 
Kondensator eine definierte Wechselspannung (z.B. 1-10 kHz) anzulegen 
und am anderen Ende den Strom mit so etwas wie einem 
Transimpedanz-verstärker (OP Schaltung) zu messen. Die übertragene 
Amplitude ist proportional zur Kapazität und wird nur wenig von 
Kabelkapazitäten beeinflusst. Die Auswertung geht z.B. per µC der auch 
die Wechselspannung erzeugt über phasenstarre Auswertung.

Eine Frage ist noch welche Auflösung, Stabilität, Geschwindigkeit nötig 
ist, und wie viel Platz ist.

von Karl (Gast)


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Egon D. schrieb:
> --> Sensorauflösung 50nm.

Schöne Auflösung hat aber Wahrscheinlich mit der Gebauigkeit nur im 
entferntesten Sinne etwas zu tun.

ryven schrieb:
> Bieten 0,015µm Wiederholbarkeit.

Aber sicher nicht in einer Anwendung, wo der Aufnehmer nur 200 € kosten 
darf.

von Harald (Gast)


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Google mal nach LDC1000 von TI.COM. Das war der Urtyp, mittlerweile gibt 
es viele Typen davon. Im Datenblatt sind entsprechende Anwendungen zur 
Abstandsmessung beschrieben.

von Martin S. (sirnails)


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Gerald K. schrieb:
> Vielleicht mit einem Laserinterferometer?
>
> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrooptische_Entfernungsmessung

Die sind nicht genau genug. Wenn, dann muss ein konvokaler LDM sein, 
aber die sind unbezahlbar teuer; scheiden also als Lösung aus.

von Sven B. (scummos)


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Laserinterferometer hat Genauigkeit < 20 nm und eigentlich sogar mit 
relativ überschaubarem Aufwand ... braucht nicht viel. Problem ist aber 
den Aufbau robust hinzubekommen.

Was ist ein "konvokaler LDM"? "konfokal" kann ich noch raten, aber 
"LDM"?

von Egon D. (egon_d)


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Martin S. schrieb:

> Gerald K. schrieb:
>> Vielleicht mit einem Laserinterferometer?
>>
>> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrooptische_Entfernungsmessung
>
> Die sind nicht genau genug.

Fraglich.

Der Cantilever eines AFM biegt sich, d.h. da ist auch
eine Winkeländerung im Spiel. Die müsste man mittels
einer Autokollimationsanordnung erfassen können. Das
ist gewissermaßen auch Triangulation, nur wird da
nicht die Länge, sondern der Winkel gemessen.

von Martin S. (sirnails)


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Sven B. schrieb:
> Was ist ein "konvokaler LDM"? "konfokal" kann ich noch raten, aber
> "LDM"?

Laserdistanzmesser

Sven B. schrieb:
> Laserinterferometer hat Genauigkeit < 20 nm und eigentlich sogar mit
> relativ überschaubarem Aufwand ... braucht nicht viel. Problem ist aber
> den Aufbau robust hinzubekommen.

Ja vergiss es. War Schwachsinn. Ich hatte Laufzeitmessung gelesen. Warum 
auch immer.

von Hauke Haien (Gast)


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Ams verkauft doch Chippes für Inkrementalsensoren (Linearsensoren) auf 
Hallsensorbasis, falls dir die fertigen Dinger von Waycon und Co. Zu 
teuer sind.

von Henrik V. (henrik_v)


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In meiner Linksammlung fand sich:
https://forum.untertage.com/viewtopic.php?f=2&t=6016

da geht es zwar um Seismometer, aber dort werden auch kapazitive und 
induktive Wegsensoren mit Schaltungen beschrieben.

von Toby P. (Gast)


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Max M. schrieb:
> Für ein Hobbyprojekt (Eigenbau AFM) suche ich einen linearen Wegsensor
> mit etwa 0.3mm Weg

und welche Auflösung und Genauigkeit ist nötig?

Als Idee ein Miniaturgetriebe mit Übersetung nehmen und die Zähen 
zählen.

von Harald W. (wilhelms)


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Toby P. schrieb:

> die Zähen zählen.

Das wäre mir zu zäh. :-)

von Werner H. (werner45)


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...merkwürdig.
Meßbereich 0,3mm = 300 µm = 300000 nm.
Atomabstand rund 0,1 nm, Oberflächenstufen n x 0,1 nm.
Nötige Auflösung: besser als  1 : 3000000
---> viel Spaß / Glück !

Beitrag #6213995 wurde von einem Moderator gelöscht.
von sid (Gast)


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hmm was mit digitalen messuhren/mikrometern?
MAHR wirbt mit Ablesung von 0,0001 mm zB,
das sollte ja dann passen etwa ;)

das ist dann nichtmehr ganz Baumarkt..


'sid

von Andreas B. (bitverdreher)


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Werner H. schrieb:
> Nötige Auflösung: besser als  1 : 3000000
> ---> viel Spaß / Glück !

Nö, 300um mit 1um Genauigkeit. 1:300
Justiere mal Deinen Nullencounter.

Ansonsten:
https://www.baumer.com/ch/de/produktubersicht/distanzmessung/laser-distanzsensoren-/high-performance/hohe-messgenauigkeit/om70-l0070-hh0048-vi/p/38579

Sehe gerade: >2000 Eurönchen. Da bleibt nur, einen kapazitiven Sensor 
selber zu basteln.
Guckst Du hier:
https://www.cypress.com/file/73176/download

Oder induktiv mit dem IDC1000 (TI).

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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Echt jetzt?
AFM ist doch Atomic Force Microscope = Rasterkraftmikroskop.

Da geht es um meßbare Abstände von 1/10 NANOmeter, nicht "Scheunentore" 
im µm-Bereich...
Lese mal nach.

von Max M. (quiche)


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Harald schrieb:
> Google mal nach LDC1000

Klaus schrieb:
> Biegebalken mit DMS und den passenden
> Auswertechip HX711

Henrik V. schrieb:
> In meiner Linksammlung fand sich:
> https://forum.untertage.com/viewtopic.php?f=2&t=6016

Andreas B. schrieb:
> https://www.cypress.com/file/73176/download
>
> Oder induktiv mit dem IDC1000 (TI).

--> Danke, danach hatte ich gesucht!

Andreas B. schrieb:
> 300um mit 1um Genauigkeit. 1:300
-> Genau, merci!

Werner H. schrieb:
> Atomabstand rund 0,1 nm (...) meßbare Abstände von 1/10 NANOmeter

--> Jo. Der Spitzenforschung wollte ich eigentlich keine Konkurrenz 
machen, etwa an die optische Auflösungsgrenze heranzukommen würde mir 
schon genügen.

: Bearbeitet durch User
von Werner H. (werner45)


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@Max M:
Die optische Auflösungsgrenze ist bei 200-300 nm, Sichtbarkeitsende bei 
etwa 400 nm (violett). Das ist leider immer noch weit vom Meßbereich 
entfernt.
Eine Chance hast Du nur mit Laserinterferometrie, die ja auf eine 
Phasenmessung herausläuft, also Bruchteile der Wellenlänge.

Ich hatte auch mal mit dem Gedanken der AFM-Realisierung gespielt, aber 
aufgegeben. Immerhin habe ich einen Beutel Piezoelemente für 
Gasofenzünder ergattert, für den Bau von Piezoaktoren.
Konzentriere dich erst mal auf den Laserinterferometerbau, ohne das 
kannst Du keinen brauchbaren Regelkreis aufbauen.

Für eine optische Oberflächenabtastung, also einen Meßbereich im 
µm-Gebiet könnte man vielleicht den Kopf eines alten CD/DVD-Players 
mißbrauchen, da ist alles noch einzeln aufgebaut und zugänglich und 
nicht so hochintegriert wie in den Slotlaufwerken.

Gruß - Werner

von Andreas B. (bitverdreher)


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Werner H. schrieb:
> Das ist leider immer noch weit vom Meßbereich
> entfernt.

Werd mal langsam wach! Es geht hier um Scheunentore von 1um.

von TotoMitHarry (Gast)


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Ebay-Artikel Nr. 402028881349

von Andreas B. (bitverdreher)


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TotoMitHarry schrieb:
> Ebay-Artikel Nr. 402028881349

Auflösung 10um :-(
Mißt außerdem die Länge. Völlig am Thema vorbei.

: Bearbeitet durch User
von Harald W. (wilhelms)


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Max M. schrieb:

> Hobbyprojekt (Eigenbau AFM)

Dann schau Dir das an:
https://www.upob.de/index.php?option=com_content&view=article&id=87:bausatz-schueler-afm&catid=48&Itemid=81

Ich frage mich allerdings, was Du damit machen willst. Es gibt kaum
interessante Objekte, die man damit untersuchen kann.

von Egon D. (egon_d)


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Andreas B. schrieb:

> Werner H. schrieb:
>> Das ist leider immer noch weit vom Meßbereich
>> entfernt.
>
> Werd mal langsam wach! Es geht hier um Scheunentore
> von 1um.

Wie wäre es, wenn Du die Ratschläge selbst beherzigen
würdest, die Du so freigibig verteilst?

Der TO schrieb von einem Selbstbau- AFM !

"AFM" steht für "Atomic Force Microscope", zu deutsch
"Rasterkraftmikroskop". Die atomaren bzw. molekularen
Kräfte wirken im unteren Nanometer-Bereich.

Ein Gerät mit einer Auflösung von 1µm ist kein AFM,
sondern ein normales Tastschnittgerät. Zum AFM fehlt
da noch ein Faktor 1000.

von Egon D. (egon_d)


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Max M. schrieb:

> Werner H. schrieb:
>> Atomabstand rund 0,1 nm (...) meßbare Abstände von
>> 1/10 NANOmeter
>
> --> Jo. Der Spitzenforschung wollte ich eigentlich
> keine Konkurrenz machen, etwa an die optische
> Auflösungsgrenze heranzukommen würde mir schon
> genügen.

Dann ist es aber kein AFM.

Vor vielen Jahren war mal ein Interview mit G. Binnig
abgedruckt. Seine Aussage war sinngemäß: "Das Problem
bei der Entwicklung des AFM ist, dass man sich nicht
langsam herantasten kann. Wenn die Apparatur noch zu
grob arbeitet, sieht man einfach nichts, und man weiss
nicht genau, warum. Man muss weiter blind rätseln und
mögliche Fehlerursachen beseitigen. Wenn es dann klappt,
funktioniert es auf einen Schlag."

Das ist auch logisch, denn die Atome und Moleküle haben
eben die Größe, die sie halt haben -- und die Kräfte
die Stärke und Reichweite, die sich aus ihrer Größe
ergibt.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Egon D. schrieb:
> Der TO schrieb von einem Selbstbau- AFM !

Dann schrieb er von Messgenauigkeit 1um und hat das auch noch einmal 
bestätigt. Da hat er sich mit den Begrifflichkeiten offensichtlich 
vertan.

von Egon D. (egon_d)


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Andreas B. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> Der TO schrieb von einem Selbstbau- AFM !
>
> Dann schrieb er von Messgenauigkeit 1um und hat das
> auch noch einmal bestätigt. Da hat er sich mit den
> Begrifflichkeiten offensichtlich vertan.

Naja, ich fürchte, ihm sind die Anforderungen nicht
klar, die ein AFM stellt. Man kann nicht einfach ein
AFM "mit geringer Vergrößerung" bauen -- das wird dann
ein Profilometer.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Egon D. schrieb:
> das wird dann
> ein Profilometer.

So etwas will er ja wohl offensichtlich.
Daß man Atome nicht einfach vergrößern kann weiß er ja hoffentlich. ;-)
Ich denke mal, er will die Grenzen seiner Polierkunst erforschen. 
(Mechaniker)

von Egon D. (egon_d)


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Andreas B. schrieb:

> Egon D. schrieb:
>> das wird dann ein Profilometer.
>
> So etwas will er ja wohl offensichtlich.
> Daß man Atome nicht einfach vergrößern kann weiß er ja
> hoffentlich. ;-)

Naja, MACHBAR ist das schon -- aber halt nicht EINFACH :)


> Ich denke mal, er will die Grenzen seiner Polierkunst
> erforschen. (Mechaniker)

Ahh okay ... ja, gut. Die Interpretation gibt Sinn. Dann
war der Verweis auf das AFM, der mich in die Irre geführt
hat, ein falscher Zungenschlag.

Wenn ihm die gegebenen Hinweise nicht genügen, wird
sich der TO entweder einen Projektpartner suchen oder
ausreichend Geld in die Hand nehmen müssen, fürchte ich.
300µm Hub bei 1µm Auflösung halte ich noch für gut
machbar; es erfordert aber schon fundierte Kenntnisse
sowohl in der Elektronik wie auch in der Mechanik.

von 2 Cent (Gast)


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Andreas B. schrieb:
> Ich denke mal, er will die Grenzen seiner Polierkunst erforschen.
Diese Interpretation greife ich mal auf: Dann würde das abtasten einer 
einzigen Zeile (quasi ein eindimensionales Bild) ausreichen, bei welchem 
nur Relativbewegungen erfasst werden müssten. Brainstorm
https://de.wikipedia.org/wiki/Tonabnehmer#Tonabnehmer_f%C3%BCr_Schallplatten

https://www.youtube.com/watch?v=34Vg3r0k_e8#t=8m
Oder so :D

von Zeno (Gast)


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Martin S. schrieb:
> Gerald K. schrieb:
>> Vielleicht mit einem Laserinterferometer?
>>
>> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Elektrooptische_Entfernungsmessung
>
> Die sind nicht genau genug. Wenn, dann muss ein konvokaler LDM sein,
> aber die sind unbezahlbar teuer; scheiden also als Lösung aus.

Du hast keine Ahnung. Laserinterferometer sind sehr genau. Bei uns waren 
die z.B. in Schablonen- und Waferbelichtern eingebaut - Kleinstes 
Inkrement 20nm, Wiederholbarkeit der Positionierung besser als 100nm 
(nach ca. 3h Fahrbetrieb).

Da wo ich heute arbeite werden mit Laserinterferometern große 
Messmaschinen kalibriert. Die Messfehler bei 20m liegen im einstelligen 
µm Bereich.

von Gerald K. (geku)


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Nicht umsonst werden Laserinterferometer zur Detektion von 
Gravitationswellen benutzt.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle

: Bearbeitet durch User
von Pffffffffff (Gast)


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Egon D. schrieb:
> Der Cantilever eines AFM biegt sich, d.h. da ist auch
> eine Winkeländerung im Spiel. Die müsste man mittels
> einer Autokollimationsanordnung erfassen können. Das
> ist gewissermaßen auch Triangulation, nur wird da
> nicht die Länge, sondern der Winkel gemessen.

So weit ich weiß, wird das gemacht, in dem ein Laserstrahl auf einen 
Spiegel gerichtet wird und der reflektierte Strahl auf eine 
Vierzonendiode fällt. Nun wird die Höhe der Messspitze wieder soweit 
verändert, dass das gemessene Signal wieder so ist, wie es vorher war.
Und diese Höhenänderung wird nicht gemessen, sondern aufgrund der 
Ansteuerspannung des Piezostellglieds ermittelt.
Muss man halt mit einer genau bekannten Probe (bzw. mit deren bekannten 
Höhenunterschieden) kalibirieren.

Aber warum will man denn ein AFM selber bauen?
So einfach wird es wohl nicht werden.

von Sven B. (scummos)


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Gerald K. schrieb:
> Nicht umsonst werden Laserinterferometer zur Detektion von
> Gravitationswellen benutzt.
>
> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Gravitationswelle

Ist allerdings ein ziemlich anderes Messprinzip als so der typische 
Distanzmesssensor. Statt Fringes zu zählen, wird hier die Armlänge auf 
das Minimum der Helligkeit geregelt. Das mit dem Minimum ist auch 
speziell -- würde man normalerweise auch nicht so machen, weil 
Änderungen nur quadratisch in die Helligkeit eingegehen (statt linear, 
wie bei pi/4 Phasenverschiebung). Dazu geht es hier um winzige 
Bruchteile eines einzelnen (und immer desselben) Fringes, während bei 
der Distanzmessung zählen und so ein bisschen interpolieren genügt.

: Bearbeitet durch User
von Toby P. (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Nicht umsonst werden Laserinterferometer zur Detektion von
> Gravitationswellen benutzt.

Sorry da off topic: Warum unterliegen die durch Gravitationswellen 
erzeugten "Raumverzerrungen" nicht der gleichen -theoretischen- 
Zeitdilatation wie Sie z.B. beim Michelson-Moreley Experiment zur 
Erklärung des Nullergebnisses herangezogen wurde?

von Harald W. (wilhelms)


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Max M. schrieb:

> --> Jo. Der Spitzenforschung wollte ich eigentlich keine Konkurrenz
> machen, etwa an die optische Auflösungsgrenze heranzukommen würde mir
> schon genügen.

Ein AFM ist nur für Messungen im Nanometerbereich geeignet. Für
gröbere Messungen im µm-Bereich nimmt man andere Verfahren.

von Harald W. (wilhelms)


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Werner H. schrieb:

> Für eine optische Oberflächenabtastung, also einen Meßbereich im
> µm-Gebiet könnte man vielleicht den Kopf eines alten CD/DVD-Players
> mißbrauchen, da ist alles noch einzeln aufgebaut und zugänglich und
> nicht so hochintegriert wie in den Slotlaufwerken.

Solche Meßgeräte hat es auch schon gegeben. Sie haben sich aber nicht
bewährt und sind deshalb wieder vom Markt verschwunden.

von Martin S. (sirnails)


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Zeno schrieb:
> Du hast keine Ahnung.

 Und du kannst nicht lesen. Ich habe mich bereits korrigiert...

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