измерение расстояния оптическим методом

[kelod]

нужно измерить расстояние до пластины, с точностью несколько мкм, причём в динамическом режиме, т.е. пластина колеблется, нужно определить величину колебания

[kaetzchen]

лазер а откуда мерять?

[kelod]

с расстояния несколько миллиметров, и пластина двигается от 0 до нескольких мм в разные стороны

[kaetzchen]

придется покупать виброметр, а он наверно стоит кучу денег.

[kelod]

а если без таких жертв? что нибудь простое и дешовое?
пусть даже не оптикой, пусть индукцией, например взять катушку с сердечником и измерять в ней индуктивность?

[Андрей СШ]

Гипотетически можно использовать интерференционные кольца.

Если вблизи пластины расположить линзу (выпуклостью к пластине). То при монохромном освещении (от светодиодов) можно будет увидеть (невооружённым глазом) концентрические кольца, меняющие свой диаметр при изменении расстояния.

При помощи оптического линейного датчика (можно наверное сенсор от мышки приспособить) считывать движение колец.

С практической точки зрения непонятно где взять подходящую линзу и закрепить её, чтобы не болталась. Да и по программировать придётся.

[kelod]

на сколько я помню курс физики, кольца Ньютона появляются при малой разности хода, т.е. расстояние от линзы до пластины должно быть очень маленьким, что в свою очередь ограничивает амплитуду колебаний, а хотелось бы измерение производить с расстояния несколько мм

[Андрей СШ]

Да. Если ход большой то кольца будут многократно появляться у края, уменьшаться и исчезать в центре (или в обратную сторону). Нужно будет считать сколько колец прошло в поле зрения датчика.

Другая проблема в том, что по мере увеличения расстояния картинка размывается из-за различий в длинах волн. Для повышения контраста на больших расстояниях нужно повышать когерентность света. В принципе при использовании лазера эта схема и при километровых расстояниях работает.

Но собрать такую штуку в домашних условиях потребует немалой смекалки и усидчивости.

[kelod]

так ладно, давайте попробуем что-нибудь попроще и желательно из доступных материалов

[Андрей СШ]

Закрепить на пластине кривое (цилиндрическое например) зеркало и направить на него лазер под углом. При изменении положения пластины угол отражения будет сильно меняться. А дальше ловить отражённый луч.

Если нет возможности закрепить на пластине кривое зеркало, то закрепить плоское, отражающее свет на неподвижное кривое.


По первому плану материалы все как раз доступные. Проблема в освоении технологий.

[MagicianT]

а пластина железяная?

[kelod]

где же взять эти зеркала?? и самое интересное что нужна полоска фотоэлементов которые будут ловить отклонение, опять же где их взять

пластина да железная, хотя можно и диэлектрик приделать

[MagicianT]

Если железяная, тогда зачем оптический в заголовке топика, магнитный лучше - наушник от ТОН-2 с удалённой мембраной

[kelod]

хорошо пусть будет магнитный, я просто не подумал когда тему создавал что с оптикой такие проблемы будут, а разве обычным наушником мы узнаем амплитуду?? он же только в движении работать будет, а при низкой частоте вибрации и эдс будет низкая

[balmer]

Если хочется напрямую положение измерять, то вместо наушников можно использовать катушку с подстроечным сердечником. Ставим ее в колебательный контур и измеряем частоту на выходе.

И да - интересно в каком диапазоне чатот колебания. Если низкие (но не нулевой частоты), то можно акселерометр прикрутить.

Еще вариант - измерять вес (давление на микросхему). Тогда можно поставить между микросхемой и железкой пружинку/резинку и оно будет измеряться. Но это опять же для очень низких частот.

[kelod]

от 0 до 2000 Гц
так катушка на разных режимах будет разную ЭДС генерировать, как определять тогда амплитуду?

[balmer]

Не нужно ЭДС измерять, надо измерять индуктивность катушки. Простейший вариант измерить индуктивность - включить ее в колебательный контур и измерять частоту.

0-2000 Гц не очень представляю как перекрыть интервал. Возможно проще будет сделать 0-10 Гц датчик и 10-2000 Гц датчик. Но это такой гемморой.

[kelod]

10-2000Гц меня вполне устроит, хорошо, как измерять частоту??

[balmer]

Кстати вариант с измереним частоты - это для перекрытия диапазона 0-100 Гц. Катушка теоретически будет очень мелкая, поэтому частота видимо будет выше 10 МГц. Но тут боюсь соврать, всетаки не специалист.

Для измерения частоты - частотометр нужен. Вот первая попавшаяся схема. Я бы конечно на STM32 делал

[kelod]

сложно как то всё получается, казалось бы обычный датчик. а тут и контуры нужно делать и частоту мерять, потом ещё набегут погрешности конденсатора и резистора и какие нибудь паразитные частоты появятся...
хотелось бы что то попроще