Czujniki do precyzyjnego pomiaru odległości 10mm - laser, ultradźwięki czy coś innego?

Taki problemik jest.
Potrzebny czujnik do pomiaru małej odległości, w niewielkim zakresie, za
to z dużą precyzją.

Czyli powiedzmy;

- powierzchnia, od której odległość trzeba zmierzyć to szkło lub
tworzywo sztuczne, może być bezbarwne, lub kolorowe - gładkie.

- chodzi o wykrycie z niedużej odległości - np. 10mm
Czyli - czujnik zbliża się do wykrywanej powierzchni z większej
odległości, kiedy zbliży się powiedzmy do 10mm, wtedy dopiero potrzebna
jest informacja o odległości.

a musi to być pomiar bezkontaktowy?

Taki problemik jest.
Potrzebny czujnik do pomiaru małej odległości, w niewielkim zakresie, za
to z dużą precyzją.

Czyli powiedzmy;

- powierzchnia, od której odległość trzeba zmierzyć to szkło lub
tworzywo sztuczne, może być bezbarwne, lub kolorowe - gładkie.

- chodzi o wykrycie z niedużej odległości - np. 10mm
Czyli - czujnik zbliża się do wykrywanej powierzchni z większej
odległości, kiedy zbliży się powiedzmy do 10mm, wtedy dopiero potrzebna
jest informacja o odległości.

- dokładność pomiaru musi być przynajmniej 50um. Lepiej 10um.

- wielkość rzędu kilku cm ( najlepiej w okolicach wielkości jednego czy
dwu pudełek zapałek)

Przychodzą mi do głowy np. laserowe czujniki - są oczywiście spełniające
te wymagania, niestety nawet te "ekonomiczne" to parę tys. zł. Co jest
cokolwiek za dużo, bo chodzi o małą maszynkę DIY :)

No to może - ultradźwiękami ? Gdyby tak mierzyć fazę fali odbitej o
długości 1mm, czyli dla częstotliwości ok. 350kHz ?

Albo po prostu wysyłać krótki impuls - wtedy to musiałoby być ze 30Mhz,
i mierzyć czas...

Odległość mała, więc moc wystarczy niewielka - ale skąd takie
przetworniki ? Czy to w ogóle ma sens ?

A choćby od tych ludzie z linku. Ale... mam podejrzenia,
że tanie to nie będzie.

Temperatura zmieni się o 0.1deg C i na 10cm 55ns różnicy.

- powierzchnia, od której odległość trzeba zmierzyć to szkło lub
tworzywo sztuczne, może być bezbarwne, lub kolorowe - gładkie.
- chodzi o wykrycie z niedużej odległości - np. 10mm
Czyli - czujnik zbliża się do wykrywanej powierzchni z większej
odległości, kiedy zbliży się powiedzmy do 10mm, wtedy dopiero
potrzebna jest informacja o odległości.
- dokładność pomiaru musi być przynajmniej 50um. Lepiej 10um.
- wielkość rzędu kilku cm ( najlepiej w okolicach wielkości jednego
czy dwu pudełek zapałek)

Przychodzą mi do głowy np. laserowe czujniki - są oczywiście
spełniające te wymagania, niestety nawet te "ekonomiczne" to parę
tys. zł. Co jest cokolwiek za dużo, bo chodzi o małą maszynkę DIY

Kiedyś widziałem produkt jakiejś polskiej firmy do skanowania linii
papilarnych ultradźwiękami...

Czyli powiedzmy;

- powierzchnia, od której odległość trzeba zmierzyć to szkło lub
tworzywo sztuczne, może być bezbarwne, lub kolorowe - gładkie.

- chodzi o wykrycie z niedużej odległości - np. 10mm
Czyli - czujnik zbliża się do wykrywanej powierzchni z większej
odległości, kiedy zbliży się powiedzmy do 10mm, wtedy dopiero potrzebna
jest informacja o odległości.

- dokładność pomiaru musi być przynajmniej 50um. Lepiej 10um.

Czyli powiedzmy;

- powierzchnia, od której odległość trzeba zmierzyć to szkło lub
tworzywo sztuczne, może być bezbarwne, lub kolorowe - gładkie.

- chodzi o wykrycie z niedużej odległości - np. 10mm
Czyli - czujnik zbliża się do wykrywanej powierzchni z większej
odległości, kiedy zbliży się powiedzmy do 10mm, wtedy dopiero potrzebna
jest informacja o odległości.

- dokładność pomiaru musi być przynajmniej 50um. Lepiej 10um.


"Wybierz mnie...! Wybierz mnie...!" (Osioł ze Shreka) Ja mam pomysła

a można zaprząc do roboty cały komputer?
czujnik złożony z kamerki internetowej (sama matryca bez optyki) plus laser
generujący pasek/krzyżyk, ułożone mniejwiecej tak:

daleko: blisko:

L K L K
\ ---- \ ----
\ / \/
\/ --------- powierzchnia
------- powierzchnia

teoretycznie laser odbije się od powierzchni gładkiej i trafi na czujnik, a odległość liczymy z tego, na jakie miejsce czujnika padnie promień i z wielkości kąta odbicia. Zależnie od kąta można by uzyskać różne zakresy pomiaru kosztem dokładności mierzonych odległości - im mniejszy kąt tym wiekszy zakres, ale dokładnośc spadnie. Zakres ograniczony wielkością czujnika, dokładność ograniczona rozdzialeczością (i w sumie wybranym kątem).
Do rozwiązania problem kalibracji wraz z nieprostopadłością czujnika do powierzcni - może dwa czujniki ustawione odwrotnie by sobie jakoś poradziły z policzeniem właściwej odległości.
W sumie koszty wyjdą kilkaset zł za części plus komputer plus nakład pracy na soft, czyli i tak kolka tysięcy...
pozdrawiam Krzysiek

Potrzebny czujnik do pomiaru małej odległości, w niewielkim zakresie, za
to z dużą precyzją.

A choćby od tych ludzie z linku. Ale... mam podejrzenia,
że tanie to nie będzie.

To niestety jest prawdopodobne...

Temperatura zmieni się o 0.1deg C i na 10cm 55ns różnicy.

zakładając, że pomiar jest z 10mm, to cały tor ma niby 20mm, czyli
niewiele. Ale - rzeczywiście, to jest pewien problem, zwłaszcza, że tam
akurat zmiany temperatury będą (na pewno) znaczne - rzędu
kilkudziesięciu stopni. Czyli np. 20-70 st.

A potrzebujesz wielkości bezwzględnych, było 1134um wczoraj, to am być
dzisiaj, czy po prostu dokładne przesunięcia?

A jak wygląda gładkość i płaskość powierzchni. Oraz prostopadłość
do osi miernika? Krzysiek opisał ciekawą metodę.
Plamka pada na oglądany kamerą ekran, albo nawet na gołe CCD.
Parę tysięcy pikseli na zakres 10mm daje (przy dobrej obróbce)
te 10um.

a można zaprząc do roboty cały komputer?
czujnik złożony z kamerki internetowej (sama matryca bez optyki) plus laser
generujący pasek/krzyżyk, ułożone mniejwiecej tak:

daleko: blisko:

L K L K
\ ---- \ ----
\ / \/
\/ --------- powierzchnia
------- powierzchnia

teoretycznie laser odbije się od powierzchni gładkiej i trafi na czujnik, a odległość liczymy z tego, na jakie miejsce czujnika padnie promień i z wielkości kąta odbicia. Zależnie od kąta można by uzyskać różne zakresy pomiaru kosztem dokładności mierzonych odległości - im mniejszy kąt tym wiekszy zakres, ale dokładnośc spadnie. Zakres ograniczony wielkością czujnika, dokładność ograniczona rozdzialeczością (i w sumie wybranym kątem).
Do rozwiązania problem kalibracji wraz z nieprostopadłością czujnika do powierzcni - może dwa czujniki ustawione odwrotnie by sobie jakoś poradziły z policzeniem właściwej odległości.
W sumie koszty wyjdą kilkaset zł za części plus komputer plus nakład pracy na soft, czyli i tak kolka tysięcy...
pozdrawiam Krzysiek

No komputer to niechętnie (cały urządź jest sterowany przez MCU)
Ale to się przecież prawie sprowadza do typowego laserowego czujnika
odległości - jeśli zamiast "kamerki" dać liniowy czujnik CCD.

http://www.designworldonline.com/measuring-distance-with-laser-sensor-technology/


Używając przetwornika np. TCD1304, który ma 3648 pixeli, o rozmiarze
8um, można by teoretycznie uzyskać (zakładając że soczewka rzuci obraz
2x pomniejszony) te kilkadziesiąt um. Głównym problemem będzie pewnie
rozmycie plamki.

W dniu 2015-11-06 o 15:55, sundayman pisze:

No komputer to niechętnie (cały urządź jest sterowany przez MCU)
Ale to się przecież prawie sprowadza do typowego laserowego czujnika
odległości - jeśli zamiast "kamerki" dać liniowy czujnik CCD.

http://www.designworldonline.com/measuring-distance-with-laser-sensor-technology/


Używając przetwornika np. TCD1304, który ma 3648 pixeli, o rozmiarze
8um, można by teoretycznie uzyskać (zakładając że soczewka rzuci obraz
2x pomniejszony) te kilkadziesiąt um. Głównym problemem będzie pewnie
rozmycie plamki.

Można też użyć kamerki i patrzeć prostopadle z boku, o ile to wchodzi w
rachubę. Ale ze szkłem to w ogóle kiepsko to widzę. Na ultradźwiękach to
wiadomo, że dokładności nie masz szans uzyskać (chyba, że będziesz
kalibrował), a ze światłem - no cóż - łatwo przy szkle nie jest.

Jak zwykle projekt jest tajemnicą więc pomagający się wysilają się nadaremno bo nie wiedzą jakie są okolicznosci takiego pomiaru.

Ja np. bym naklejał na te szybe kawałek folii i mierzył pojemność.

Tak czy siak czytam takie wątki z lekkim zniecierpliwieniem bo denerwuje mnie ta aura tajemnicy przy czyimś projekcie.