[pomo_al 0]

Добрый день.

 

Появилась задача, в которой необходимо измерять расстояние. В пределах 0,1-15м. Ультразвук не подходит из-за условий работы.

Хотим измерять оптическим датчиком. Теперь есть вопросы. Как это вообще работает?

Почитав на форуме темы об измерении расстояний, сразу раздобыли лазерную рулетку. Вопрос - зачем там шторка? Каков принцип измерения.

Триангуляционный датчик не подходит из-за ограниченности измеряемого расстояния, наличия оптики. Готовых решений тоже найти не удалось.

Остается фазовый или импульсный метод. Подскажите что почитать.

Заранее благодарен.

[domowoj 0]

Какой импульсный!!?

Посчитайте какие задержки будут.

Только фазовый с переносом частоты вниз.

Модулируете лаз. излучение синусоидой, частота кот. определяется мах расстоянием,

(для 15 м - 10МГц)

излучаете, принимаете, далее преобразователь частоты вниз.

Измеряете сдвиг фаз.

Немаловажное это оптика.

[Гость yaroslavic]

На микросхеме TDC-GP1 реализуется импульсный метод, согласно их даташиту тоность 19 мм, меряют задержку распространения света.

Зачем шторка в рулетке непонятно, но она есть во всех рулетках - все они её щелкают при измерении.

Изменено 27 ноября, 2009 пользователем yaroslavic

[Burner 0]

Подозреваю, это установка нуля.

[st232bd 0]

+1. На слэнге шторка обзывается " оптическое короткое замыкание".

Как вариант импульсного - рециркуляционный, принятый импульс - запускает излучаемый через одновибратор (чтобы импульсы не слиплись и частота разумная). Микроконтроллером измеряете две частоты (при работе по цели, и со шторкой в режиме калибровки ), по разности периодов - имеете дальность, преимущество перед чисто импульсным - измеряемые периоды в N (количество импульсов в цикле измерения) больше, накопите 10000 импульсов микроконтроллером, и разрешение выше чем с GP1 будет.

[pomo_al 0]

+1. На слэнге шторка обзывается " оптическое короткое замыкание".

Как вариант импульсного - рециркуляционный, принятый импульс - запускает излучаемый через одновибратор (чтобы импульсы не слиплись и частота разумная). Микроконтроллером измеряете две частоты (при работе по цели, и со шторкой в режиме калибровки ), по разности периодов - имеете дальность, преимущество перед чисто импульсным - измеряемые периоды в N (количество импульсов в цикле измерения) больше, накопите 10000 импульсов микроконтроллером, и разрешение выше чем с GP1 будет.

 

А можно об этом подробнее, может ссылку на теорию?Что-то подобного ранее ничего не встречал.

[st232bd 0]

Рециркуляционные - узкоспециальная тематика, пару бумажных статей было, на счёт ссылки сомневаюсь. Когда-то, абсолютно случайно, поступал в аспирантуру по этой тематике. Если интересно - могу на пальцах рассказать подробнее, если что-то надо. Для понимания - видимо достаточно, для изготовления - не уверен. Я занимаюсь разработкой лазерных дальномеров, но у меня за спиной целый коллектив моих сотоварищей, и оптико-механический завод.

Идея рециркуляционного дальномера заключается в том, чтобы собрать автогенератор с жёстким запуском, в периоде колебаний которого присутствует время хода света до цели и обратно, и измерить частоту этого генератора,

что проще, чем измерение одиночного периода с аналогичной точностью. Считается, что обеспечивают разрешение порядка единиц миллиметров, при удивительной простоте. Вроде использовались на заре полупроводниковой дальнометрии для стыковки спутников, обеспечивая дальности по уголковому отражателю в несколько километров и высокоточное измерения расстояния и скорости при примитивной элементной базе. Не путать рециркуляционный автогенератор с генератором с задержанной обратной связью. Ключевым отличием первого является наличие формирователя, т.е. приняли импульс, и стрельнули ответным коротким, форма которого не зависит от задержки.

Имеет принципиальное преимущество перед фазовым при работе в пыли и тумане, т.к. отражение от мутной среды может сильно искажать фазу, а при импульсном методе отражение от цели и от этой самой среды происходит в разное время.

Изменено 15 декабря, 2009 пользователем st232bd

[Serj78 0]

Решил задать вопрос здесь, ибо тема уже создана.

 

А какие детекторы используются в лазерных дальномерах?

У лавинных диодов, что я смотрел, скоростные характеристики не шибко, сотни наносекунд.. а у фотодиодов кремниевых чувствительность не сильно велика.

Тем не менее охотничий дальномер в солнечную погоду с маломощным лазером класса1 уверенно работает на километр!..

[DS 0]

На километр ФЭУ ставят.

[st232bd 0]

ФЭУ ставили раньше. Здоровые они, высоковольтные и дорогие.

Описываемый охотничий - скорее всего на дешёвом кремниевом лавиннике с малым усилением. Хотя если очень дешёвый - может и на p-i-n диоде. Дальность - за счёт статнакопления. С малым усилением и дешёвый - потому что кроме экономии средств - дорогой смысла не имеет, по причине того, что приборы данного класса работают как правило в режиме глубокого ограничения фоном. Т.е. шум от фоновой засветки (дробовый от фототока умноженный на корень из шумфактора лавинника) много больше обнаружительной способности фотоприёмного устройства.

У лавинных диодов, что я смотрел, скоростные характеристики не шибко, сотни наносекунд.. а у фотодиодов кремниевых чувствительность не сильно велика.

 

Кремниевые лавинники данного класса имеют постоянные времени менее чем 1 наносекунда, но это на 50 Ом, реально малошумящий трансимпедансный усилитель оптимизируется под длительность лазерного импульса (20...60 нСек типовое для приборов данного класса).

Брэнд №1 в мире по лавинникам - perkin elmer, #2 - Hamamatsu посмотрите их продукцию.

[DS 0]

Это советские ФЭУ были большие. Сейчас для этих целей есть ФЭУ с обьемом в пару куб. см. То же Hamamatsu делает. SPAD для дальномера дороговато будет и оптическое сопряжение плохое из-за маленькой площадки.

[st232bd 0]

На счёт того, что маленькие ФЭУ у HAMAMATSU есть - верю, что их в копеечный охотничий дальномер ставят - нет. Кремниевый лавинник - в розницу по каталогу за несколько десятков у.е. приличный купите. По поводу сопряжения - не согласен. Типовой угол зрения приёмного объектива еденицы милирадиан, есть заветная формула, угол равен отношению диаметра диафрагмы к фокусному расстоянию. Т.е. если ФЭУ - всё равно диафрагма нужна, а при использовании ЛФД - её роль выполняет фоточувствительная площадка диаметром 0.2...0.5 мм. То что ФЭУ продолжают развиваться - согласен, ну и у кремниевых диодов есть чудеса типа SLIK. Для того, чтобы ФЭУ имело преимущество перед лавинником - в очень глубокой темноте работать надо. Мы сами последний раз ФЭУ в дальномер в 1994 году ставили, и ни одного импортного современного прибора не видел, чтобы там написано было ФЭУ (в 70% случаев - тип приёмника указывают в основных характеристиках). Если знаете пример с ФЭУ - дайте ссылочку, действительно интересно посмотреть.

[san822 2]

Тем не менее охотничий дальномер в солнечную погоду с маломощным лазером класса1 уверенно работает на километр!..

 

Модель, производитель ?

[dinam 1]

Нужно мерить расстояние с точностью не хуже 1 мм, скажем до 50м в нормальных условиях и с подключением к компьютеру. Есть такие дальномеры?