измерение расстояния оптическим методом

[balmer]

Микрофон (как уже выше писали) неплохой вариант. В диапазоне 100 Гц-2000 Гц легко прикрутить что-бы работал.
На низкой частоте (0-10 Гц)- какой нить дешевый MEMS тензодатчик.
Т.е. воспрос скорее в механике, электронника простая.

[MagicianT]

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

Наушник предложил чтоб катушку самому не мотать, а дальше делает генератор как на этой картинке : Link
https://commons.wikimedia.org/wiki/File ... uselang=ru
ili
https://ru.wikipedia.org/wiki/Генератор_Вачкара

1. мерять надо частоту - она зависит от растояния, здесь всё просто.
2. вибрация будет модулировать генератор, и мерять ЧМ модуляцию придется. Приёмников ЧМ пруд пруди, метод совершенствовался последние лет 100.

Какой период обновления , скажем вибрация скакнула, как быстро сенсор должен об этом информировать оператора/информационную систему?

если 10 мсек и менее, Вам проще обработку сигнала датчика (приёмник-частотомер) сделать на ардуино, там есть библиотека и паять ничего не придётся

[Maks_S]

Вот почитайте. Как раз лабораторка на вашу тему.

[Андрей СШ]

Сложность в том, что требуется измерение очень малых величин. Так что тут на выбор или делать точную оптику, или точную механику, или точную электронику.

Попроще не будет (ну кроме готовых приборов).

[pixar]

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

Обычно измеряют добротность и индуктивность катушки, частоту и амплитуду генератора на этой катушке. Практически все пром. датчики дистанции работают по этому принципу. Я мерял 2~5 мм с разрешением 10 мкм , катушка печатная 4 слоя , генератор на 5-10 мгц. Про абсолютную точность не скажу , стояла задача фиксировать динамические отклонения в 50 мкм.
Я делал года три назад на россыпи , сейчас LDC1612 - замеряет абсолютную дистанцию, отдельно паразиная AM+ЧМ - амплитуду и частоту вибрации. Ничего сложного.

[Mickle]

Грамотно поставленный вопрос уже содержит половину ответа. Автор, какие параметры, в каких диапазонах, с каким разрешением и с какой допускаемой погрешностью измерять требуется? К тому же, если нужна только амплитуда колебаний, это одна задача, если статический прогиб в произвольный момент времени - совсем другая.

Если двойная амлитуда колебаний пластины ограничена 1-2 мм, то вполне достаточно серийного оптического датчика микроперемещений, например, такого http://ru.farnell.com/omron-electronic- ... dp/1348975. Цена вопроса всего 68 евро.
Если этого недостаточно, поиск в гугле "волоконно-оптические датчики". Когда я участвовал 20 лет назад в разработке учебного лабораторного комплекса по измерению упругих и неупругих св-в материалов, наши физики сваяли вот такой макет вибростенда, в котором безконтактно определялись и прогиб с разрешением 1 мкм, и амплитуда с частотой колебаний. Как помню, матчасть состояла из обрезка оптоволокна, 2-х светодиодов АЛ107, 2-х фотодиодов ФД256, кучки операционников с ключами, доисторический АЦП и 51-я однокристалка.



Кое-что из теории (форум не позволяет >256 кб):
Световодные датчики / Б. А. Краснюк [и др.]. – М.: Машиностроение, 1990. – 256 с.

[Андрей СШ]

форум не позволяет >256 кб

Тогда можно положить туда
https://sunduk.radiokot.ru/

[kelod]

так хорошо, формулирую ещё раз задачу
есть колеблющееся металлическое тело, необходимо снять характеристику колебания в 1 плоскости с точностью скажем 5-10 мкм и частотой обновления результата 10 мс
всё это будет считывать atmega, скорее всего 328р, и передавать компьютеру, который уже будет дальше обрабатывать сигнал
делать вы меня уговорили на индуктивном датчике
помогите с выбором комплектующих и созданием модели в протеусе
итак я беру катушку с рердечником, пределываю к ней генератор
как выбрать частоту генератора и как выбрать катушку? на какие параметры смотреть, как я понимаю они должны расчитываться исходя из расстояния до пластины и точности измерений??

[MagicianT]

pixar:

сейчас LDC1612 - замеряет абсолютную дистанцию, отдельно паразиная AM+ЧМ - амплитуду и частоту вибрации. Ничего сложного.

Не могу найти в дата шите про АМ/ЧМ, микросхема их меряет или "отдельно" - это что? Заинтересовало.
kelod:

как выбрать частоту генератора и как выбрать катушку? на какие параметры смотреть, как я понимаю они должны расчитываться исходя из расстояния до пластины и точности измерений??

Завистит от частоты вибрации, я бы выбрал частоту в 5-10 раз выше макс.
Потом, в зависимости от этой частоты определяете LC- школьная физика.
И тоже скачайте дата шит LDC1612-1614 , занятная штука, они там описывают катушки

[kelod]

LDC1612 штука конечно интересная, только где её взять? на алиэкспрессе я не нашёл даже упоминания
с частотой генератора определились 20кГЦ,
помогите сделать генератор с такой частотой
пробовал я сделать генератор по вот этой схеме
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0 ... r_coil.png
в протеусе он отказывается работать у меня

[balmer]

У меня в QUCS работают подобные генерароты Интересно - в Протеусе есть тепловой шум резистров/транзисторов чтобы такой генератор завелся?

А почему частота такая низкая? В диапазоне 1-10 МГц сильно проще сделать компактрую катушку. И соответственно проще получить большое изменение индуктивности при малых колебаниях...

[kelod]

тут же мне посоветовали частоту катушки брать в 10 раз выше чем частота колебаний пластины, хотя я повспоминал школьный курс и действительно наверно лучше взять частоту повыше, допустим пусть будет 5МГц (ориентировочно)
протеус вроде как заставил работать, поигравшись с номиналами резисторов и индуктивностью катушки, теперь другой вопрос, как всё это измерять? не менять же каждый раз частоту 1000 раз в секунду и ловить изменение напряжений
кстати амплитуда колебаний может доходить до нескольких мм, а может быть и десятки микрон

[MagicianT]

А почему частота такая низкая? В диапазоне 1-10 МГц сильно проще сделать компактрую катушку. И соответственно проще получить большое изменение индуктивности при малых колебаниях...

С этим я согласен, но многое зависит от ЧМ демодулятора, если делать на ардуино то там АЦП до 100 кГц.
Если автору проще взять готовое радио для измерения вибрации, тогда 10.7 МГц - сразу в ПЧ подать или 64 - 76/ 88 - 108 - и использовать ФМ радио с алиэкспресс < 1$

[kelod]

я же написал что делать буду скорее всего на меге 328 или 328р, не надо мне не каких ардуинов, а у 32 меги по-моему 200 кГц ацп , с достаточной точностью работает

[MagicianT]

Моё дело предложить, а дальше флаг Вам. Ардуино было предложено основываясь на уровне задаваемых вопросов, и шансов что сможете сделать проэкт будет ещё меньше с другой платформой. Вы даже не спросили, зачем там АЦП, ну не буду настаивать, и сам пока не уверен, как и в любом другом случае - пока не сделаешь своими руками

[kelod]

как зачем АЦП? считывать значения напряжения, за чем он ещё нужен может быть?
я просто не понимаю как вообще измерять в данном случае индуктивность?
сделал я генератор, сделал контур параллельный, меняя частоту подбираю такую, при которой сопротивление у контура станет большим, и он перестанет пропускать ток, теперь зная частоту и ёмкость можно вычислить из формулы Томпсона индуктивность, а затем уже сделать вывод о расстоянии
всё вроде как просто и с расчётами проблем думаю не будет, но если мне нужно измерять расстояние допустим 10 раз в секунду, следователь мне частоту в генераторе нужно менять успевать от мин до макс за 1/10 секунды, мне кажется что не будут успевать стабилизироваться параметры в цепи за это время
может я что то не так понимаю, если бы всё понимал бы не просил бы помощи тут

[balmer]

Atmega и Arduino это по сути одно и тоже. Но ADC там отвратительное Up to 15kSPS at Maximum Resolution, причем Maximum Resolution это 10 бит
Собственно говоря там самое худшее ADC из тех что мне встречались.

И тут немного троллинга
То ли дело STM32 - дешевле, быстрее. ADC - просто загляденье. Даже на самых дешевых экземплярах 500 kSPS 12 бит.

[pixar]

pixar:

Не могу найти в дата шите про АМ/ЧМ, микросхема их меряет или "отдельно" - это что?

LCD измеряет индуктивность и добротность катушки в двух каналах с разрешением 28 бит. Используется для определения дистанции . АМ и ЧМ нужно обрабатывать отдельно, у 1612 макс темп выдачи не позволит.