Jump to content

    

Высокоскоростной измеритель расстояния

Коллеги, существуют ли в природе высокоскоростные аналоговые измерители расстояния?

Задача: знать положения объекта аналогичного аккустической системы, то есть есть аналогичного динамику (диффузору). То есть частота колебаний 40кГц максимум. Выход измерителя должен быть аналоговый. Амплитуда до 40мм.

Все что нашел либо медленное, либо цифровое.  

Share this post


Link to post
Share on other sites

не совсем вопрос понятен, расстояние от обьекта до измерителя? то есть положения? Какой диапазон колебаний 0-40 КГц?

А, что из цифрового и медленного вы нашли? Может это прояснит вопрос...

Share this post


Link to post
Share on other sites

а есть что-то подходящее быстрое и цифровое?

требуемое разрешение бы ещё указали.

из аналогового можно взять lvdt: две (три) небольшие катушки радиусом > 40мм, и подать на одну из них ВЧ и смотреть на коэффициент получившегося трансформатора, он будет зависеть от расстояния. соответственно с другой стороны достаточно выпрямителя для получения аналогового "расстояния", правда будет не особо линейно.

можно в цифре оптикой, взять линейку tsl1401, на "диффузор" прикрепить треугольный непрозрачный объект так чтобы при перемещении вдоль на 40мм перекрытие света "поперёк" было до 8мм по размеру линейки. её со скоростью 70к кадров/c можно читать и арифметикой вполне можно субпиксельное разрешение вытянуть. ну а ЦАП потом на 100кГц найти не проблема.

тоже самое можно и из просто пары светодиод-фотодиод изобразить просто аналогово, но аккуратно делать придётся.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Я нашел только Шарп: Sharp GP2Y0A21YK 

Но он очень медленный к сожалению.

Цифровать мне сигнал дальше не нужно, то есть АЦП потом не стоит. А прям аналоговый сигнал будет использоваться. Как в ЭМOC. 

Коэффициент трансформатора не подойдёт так как нужно иметь на выходе напряжение или ток пропорционально расстоянию. Про линейку думал, но опять же требуется слежение не дискретное. 

Расстояние до "диффузора" любое от 2см до 50см, главное не потерять точность измерения при большом расстоянии. 

Пока из мыслей только ИК диод излучающий и фотодиод. Но уверен что о линейности речи не будет. Хотя это не так страшно.

Share this post


Link to post
Share on other sites
41 minutes ago, mplata said:

Я нашел только Шарп: Sharp GP2Y0A21YK 

Но он очень медленный к сожалению.

надо не на отражение, а на частичное перекрытие в зависимости от положения.

какой-нибудь фотодиод побольше вроде bpw34, или вообще солнечную панельку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Мысль интересная! Даже очень 

Но все таки хочется найти готовое решение , если такое есть конечно.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Приветствую!

6 hours ago, mplata said:

Задача: знать положения объекта аналогичного аккустической системы, то есть есть аналогичного динамику (диффузору). То есть частота колебаний 40кГц максимум. Выход измерителя должен быть аналоговый. Амплитуда до 40мм.

Вообще для 40 KHz требуемая точность измерения расстояния должна быть десятитысячные доли мм или даже меньше. Не хотите же вы сказать что у вас на 40 KHz амплитуда в пару см? :moil:  :shok: Опять же для такой частоты колебаний мерить по "площади" сложно так как на такой частоте непонятно какие будут упругие колебания поверхности. Так что скорее всего напрашивается что-то  точечное с лазерным излучателем c AM модуляцией 30-100 MHz.  Или что-то типа СВЧ автодин-радиолокатора.  Сейчас можно найти интегрированные решения для таких локаторов.  Но вот хватит ли чувствительности для требуемой точности?  

Удачи! Rob.

Share this post


Link to post
Share on other sites
10 hours ago, mplata said:

Я нашел только Шарп: Sharp GP2Y0A21YK 

я вот смотрю, если на ti.com ввести в поиск distance measurement, то там кое чего выпадает интересного

Share this post


Link to post
Share on other sites
6 hours ago, RobFPGA said:

Приветствую!

Вообще для 40 KHz требуемая точность измерения расстояния должна быть десятитысячные доли мм или даже меньше. Не хотите же вы сказать что у вас на 40 KHz амплитуда в пару см? :moil:  :shok: Опять же для такой частоты колебаний мерить по "площади" сложно так как на такой частоте непонятно какие будут упругие колебания поверхности. Так что скорее всего напрашивается что-то  точечное с лазерным излучателем c AM модуляцией 30-100 MHz.  Или что-то типа СВЧ автодин-радиолокатора.  Сейчас можно найти интегрированные решения для таких локаторов.  Но вот хватит ли чувствительности для требуемой точности?  

Удачи! Rob.

Спасибо за советы.

При 40кГц конечно не будет 2см, все разлетится ( но при 100Гц запросто 2-4см. 

Характеристика как у широкополосного динамика. На высоких частотах амплитуда маленькая, на низких амплитуда солидная. 

Я уже начинаю понимать, что придется ограничиться частотами до пары килогерц (

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Дифференциальный емкостной.

Share this post


Link to post
Share on other sites
19 часов назад, mplata сказал:

Как в ЭМOC. 

Посмотрите https://www.rlocman.ru/review/article.html?di=511219

Оно, конечно, для нч усилителя. 

19 часов назад, mplata сказал:

ИК диод излучающий и фотодиод.

но похоже. Подробнее в журнале :https://www.rlocman.ru/forum/krfilesmanager.php?do=downloadfile&dlfileid=767

50см , конечно, не прокатит, может лазерный диод и фоторезистор?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Какой порядок безумия возможен в решениях?

Вот два возможных варианта...

1) отражатель меняющий наклон при перемещении + лазерный излучатель + координатно-чувствительный фотоприемник(кчп)

2) лазер помощнее, ставится так, чтобы точка на перемещаемом объекте смещалась при его колебаниях. Напротив ставится объектив с кчп или квадрантным фотоприемником ...

В общем может быть что-то на основе автоколлимации.

Про модуляцию излучения уже сказали выше.

Edited by Strob

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот вариант когда из за расстояния меняется фокус на линейном приемнике интересный. 

Преобразование емкость-напряжение будет все таки небыстрым как мне кажется. Так как там будет преобразователь частота напряжение в итоге. А как там дела с фазой даже думать не хочется. 

Пока оптимальный все таки вариант ЭМОС на светодиодах (

Хотя так не хотелось его (

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 21.01.2020 в 10:32, mplata сказал:

до пары килогерц (

Две тысячи измерений в секунду отдаст магнитострикционный датчик : https://www.balluff.com/local/ru/products/product-overview/sensors/magnetostrictiv-sensors/

Метровый датчик мне обходится в 1К ойро . Конструкция примерно следующая :

Цитата

Датчики положения (магнит) без направляющей монтируются непосредственно на подвижной детали машины, подлежащей измерению, и перемещаются вместе с ней ...

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
8 minutes ago, destroit said:

Две тысячи измерений в секунду отдаст магнитострикционный датчик : https://www.balluff.com/local/ru/products/product-overview/sensors/magnetostrictiv-sensors/

Метровый датчик мне обходится в 1К ойро . Конструкция примерно следующая :

 

Он не подойдёт, мы их использовали при разработке подвижной платформы аттракционов, для платформы таскать магнит без проблем а вот для "динамика" это будут дополнительные искажения и нагрузка. 

По лазеру и сенсору отклонения пучка : нужно придумать как получить на выходе напряжение пропорционально этому смещению без задержек (то есть без оцифровки, обработки и цапа) , используя только аналоговую схемотехнику. В случае с засветкой (как в статье про ЭМОС) это сделать реально и даже коррекцию нелинейности реализовать так же на нескольких ОУ. То есть снизить задержки по максимуму

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now