Post on 07-Jun-2015
Distanzmessung mit optischen Sensoren
Alexander HellmannIndustrielle Elektronik
IE Distanzmessung 2
Inhaltsverzeichnis
Allgemeines
Phasenmessung
Triangulation
Entwicklungen der Zukunft
IE Distanzmessung 3
Allgemeines (1)
Verschiedene Verfahren:
Impulslaufzeitverfahren Phasenmessung Triangulation
2Abstand
LaufzeitdigkeitgsgeschwinAusbreitun
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Allgemeines (2)
Unterschiede:
Triangulation Laufzeitmessung
Laser CCD - Zeilensensor Phasenmessung Impulslaufzeitverfahren
Messen auf Reflektor 500m 1000m
Messen auf Objekt 5 bis 100mm 0,1 bis 8m 0,5 bis 150m
Genauigkeit 1 bis 5µm 1 bis 10mm 1 bis 10mm
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Allgemeines (3)
Beispiel: Care – O – Bot II
Preis: ca. 10 000 €
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Phasenmessung(1)
Modulationsfrequenz so wählen, dass eine Phasenverschiebung von maximal 180° entsteht
S – Sender
R – Reflektor
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Phasenmessung(2)
Es gilt:
Signallaufzeit:Für Δt einsetzen:
mf 2
c
dt
2
c
d
fm
2
2
t
t
mft
2
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Phasenmessung(3)
Durch Umformung:
Im Grenzfall Δφ = 180°:
mf
cd
4
mf
cd
4max
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Phasenmessung(4)
Wie erreicht man einen Phasenwinkel von einigen MHz?
Mischerfrequenz wird eingeführt
Ziel ist die Verlagerung der MHz Frequenzen in den kHz – Bereich
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Phasenmessung(5)
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Phasenmessung(6)
Der Phasenvergleicher:
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Phasenmessung(7)
Phasengleich (φ0=0): Phasenverschiebung von 180°:
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Triangulation (1)
Passive Triangulation:
1 – Kamera 2 – Sichtbereich 3 – Objekt B – Basisabstand d –
Objektentfernung
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Triangulation (2)
Aktive Triangulation
1 – Objekt 2 – Lichtquelle B – Basisabstand d – Objektdistanz
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Entwicklungen der Zukunft Nano – Technologie wird intensiver
eingesetzt
Speziell gefördert werden:
Ultrapräzisionstechniken Röntgenoptiken Nahfeldoptiken