оптика не подойдет, т.к. запыленная, задымленная среда может быть.

Тогда нужно просто пробовать. Но частоту нужно взять как можно больше - длина волны меньше и точность измерения фазы можно снизить.

Использовать принцип, используемый в лазерных дальномерах.

Я бы, для начала, взял бы лазерный дальномер (там есть правильная схема формирования сигнала модуляции и гетеродинирования принимаемого сигнала), вытащил бы из него сигнал модуляции (усилить и передать), а принимаемый сигнал усилил и подсунул в качестве приемного. Точность, понятно, будет ниже требуемой, но опыта наберетесь.

На сайте была тема о лазерных дальномерах, поищите, там было много полезного.

Есть микросхемы 79гГц радаров как для авто, так и для пром применения и похожие чипы есть для 24гГц. И отладки есть на их базе и не очень дорогие.
Вопрос в другом, вы говорите, что увеличивая частоту мы можем позволить уменьшить точность определения разности фаз. А не могли бы вы привести выражение для этого? Для случая, когда мы измеряем расстояние по разнице фаз, d=λ*∆φ/2π но если у нас длина волны существенно будет меньше диапазона измеряемого расстояния, то как в таком случае считать его?

sin/cos счетчиком фазовых переходов, так же как в стандартном механическом энкодере. В начале работы система приводится в некое исходное состояние, затем начинает считать число переходов в + или -. Значение счетчика помножается на длину волны и добавляется к измеренной фазе (доле длины волны).

а полное выражение для расстояния не могли бы привести?

Расстояние=(Счетчик +фаза(град)/360)*Длину волны + константа(определенная в начальной позиции)

А если излучатели и приемники будут закреплены на стальных элементах конструкции, металл будет мешать или вносить ошибки в измерения?

Естественно. Отражения будут добавлятся к сигналу приемника и могут существенно сдвигать его фазу.

В лазерном дальномере этого нет, пятно света мало, а в радиодальномере облучается все окружение и получается средняя температура по больнице.

Извините меня, господа, но я никак не могу понять, что вы тут обсуждаете. Измерять расстояние с такой точностью можно только между точечными объектами с размерами много меньше требуемой точности.
Можно измерять между плоскостями, если они параллельны в процессе...
Еще есть вариант с идеальной сферой. Например, сферический конь в вакууме.

А в чем принципиальная проблема измерения расстояния между излучателем и приемником? Самая большая проблема, как мне видеться, это борьба с многолучевым приемом. Именно он будет искажать результаты, т.к. и излучатели и приемники находятся на металлических конструкциях.

Посмотрите т.н. триангуляционные датчики положения. Для них в диапазоне до метра точность 0,1 мм обычное дело, думаю и до 0,01 мм найдутся.

Сообщение отредактировал Фрол Кузьмич - Sep 6 2017, 06:11

измерять необходимо расстояние от точки к точке. при том, что или излучатель или приемник меняет свое положение (см. рис)

Т.к. задача в тупике, то, может быть, вам стоит дать больше подробностей о целях и задачах.
Иногда проблему можно решить, зайдя с другой стороны и совсем другим способом.
Что за платформа и зачем такая точность? Немного приоткройте завесу, пожалуйста.

роботизированый манипулятор. Необходимо измерять два полярных угла с точностью до 0.1град. заменять шаровую опору нельзя, измерять длину линейных актуаторов нет смысла, т.к. могу т быть люфты.

Вроде бы недавно подозрительно похожая задача обсуждалась.
Сегодняшние микромеханические инклинометры имеют на один-два порядка лучшую точность, чем вы обозначили.
Вопрос еще в том, в каких углах работает ваш манипулятор.
Наверняка такое решение рассматривалось и почему-то не подошло. Хотелось бы услышать соображения.

UPD: Кажется, в том обсуждении проблема была с азимутальным углом.
Но с такой кинематической схемой будет происходить не вращение по азимуту (вокруг одной оси), а вращение манипулятора вокруг двух осей.
Поэтому такой подход, на мой взгляд, вполне может подойти. Имеется в виду измерение углов с помощью MEMS-датчиков.
Два угла (зенитный и азимутальный) извлекаются уже математикой.

UPD2: Тут еще вылезает проблема динамического режима. Тоже зависит от конкретных требований к манипулятору. Время переходного процесса, перерегулирование и т.д.

UPD3: И кстати, почему так пугают люфты. Их можно учесть, списать, провести калибровку, тарировку и вообще попробовать всячески с ними побороться.
Есть разные люфтовыбирающие конструкции, привод можно доработать.

Сообщение отредактировал x736C - Sep 12 2017, 17:02