Время отклика буде слишко большим. Например, предпоследние две картинки - это машины на 20 об/мин и до номинала разгон менее чем за четверть оборота может происходить.
На счет сварки - если бы это стационарное измерение было, то никаких проблем даже с тахометром. Задача стоит мобильно и быстро проводить измерения. Останавливать на долго ради этого не будут. А если за сварку, даже не обратят внимание на то, что я сказал - разве что матом покроют.

Весь дальномер не нужен. Вам нужна его аналоговая часть. Речь идет не о "ГОТОВОМ К УПОТРЕБЛЕНИЮ" устройстве, а лишь о пригодном к экспериментам.
Вопросы быстродействия и прочее - надо браться и считать. тем более, что диапазон скоростей от 0 до 4км/мин. И конструкцию разрабатывать.
Глянул на Ваших подопечных - надо придумать попроще. Попозже напишу. Но, видимо, придется слегка поработать кисточкой.

Один из предложенных методов с наклеенной лентой с рисками сгодится, если использовать принцип нониуса, т.е. две и более параллельных шкал с разным шагом. Считыватель штриха(точки) на каждую шкалу свой. Получается этакий замысловатый штангель. Лента клейкая, намотал, лишку отрезал - готово. Снимать ленту не надо, загрязнилась - протереть, износилась - заменить. Датчик - любой оптический (по возможности, хоть мышь лазерная), с простыми прямоугольным сигналом на выходе. Ну, вот разве математику придется написать.

А если пойти другим путем - повесить датчик тока на питающий кабель привода, тогда по идее величина тока будет пропорциональна моменту разгона, а через это уже как-нибудь выйти и на обороты ? Конечно, при этом будет зависимость от количества слоев каната на барабане, но идея - с наскоку возникла, не судите строго!

Токи и напряжения мы в любом случае меряем - полная диагностика машины. Но без непосредственного сигнала скорости расчет некоторых величин машины постоянного тока становится далеко неточным. А если с асинхронником дело обстоит - так это вобще шарлатанство. Сейчас, конечно, приходится выкручиваться - используем тахогенераторы (если они уже установлены на приводе), косвенно вычисляем (например по току ротора в АД с фазным ротором) - но это некудышний компромис.
Наверное займусь за изготовление клейкой ленты или какого-нибудь ремня с прорезями. Результаты обязательно сообщу.

эхх... наговорили с три короба тут, а практического результата - кот наплакал Дело в том что у меня та же проблема, только касаемо валов на буровых установках.. Сейчас ставим бесконтактные датчики OMRON с дальностью 3 см - считаем болты на фланцах, результат приемлемый, но не всегда удобномонтируемый - вот и надеялся заодно поразузнать о новых способах.. Лазер хорошо, но выясняется ему тоже метки надо, ко всему - оптика, а в наших-то условиях.. Но в любом случае - рад был пообщаться))))

Станки шарошечного бурения - такая тема у нас тоже есть. Но там проблемы еще серьезней. Мы пока отложили этот вопрос.

Оптика бывает разная, а то и грязь не очень помешает. Вряд ли удастся найти простое решение для пуско-наладочных работ и рутинного контроля - слишком разнятся требования, один диапазон измеряемых скоростей чего стоит.
Метки нужны (и существуют) в том или ином виде при любом измерении, даже если использовать остаточную намагниченность вала во взаимодействии с каким-нибудь магнитометром. Собственно, измерение и есть соотнесение результата с некой мерой.
А что готового нет - не беда, все-таки здесь разработчики собрались (во всяком случае так заявлено), а не потребители готовых решений.
Я прикинул, что с ультразвуковым излучателем, приклеенным на вал (было такое предложение), при двух приемниках получается вполне простая математика. Сам излучатель невелик (активный и с ним проще), и еще меньше пассивный (но сложнее).
В общем, кто хочет делает, кто не хочет - ждет готового.

Может это смешно - но почему бы и нет))) Ей не надо никаких рисок - лишь бы вал был шероховатым, прошелся пару раз рашпилем и готово! Конечно я утрирую - но взять принцип за идею и поломать тут голову есть наверное смысл.. Как думаете?

Думаю, что заработает обязательно. Про мышь я писал не просто так: меряет она как раз с помощью двухкоординатного Доплера! Вы подумайте, откуда она знает в какую сторону и с какой СКОРОСТЬЮ Вы енту животину двинули? Из недостатков - малая дистанция. Из достоинств - воткнул в порт и меряй. Придется, правда программу написать.

Как это всегда бывает - решение - под носом))) Не поленился, разобрал, оказалось - чип стоит со встроенным фотоприемником! Готовый датчик)) А дистанция - дык для мыши ей больше и не надо, все определено фокусировкой линзы: перенастроить и сантиметры нам уже гарантированы.. Для проверки взял абсолютно ровную (на глаз, конечно) металлическую поверхность, поюзал - работает. Выходит, остались чисто технические доработки... А прогу состряпать наверное тут любой ламер сможет, алгоритм нехитрый.

Заработает, но работает не по доплеру! Вся информация получается за счёт автокорреляции, именно поэтому нужна неоднородная поверхность. Т.е. там пластиковая линза, пзс и вся последующая обработка. Именно поэтому таки мыши можно использовать как сканеры. Тут на форуме где-то приводились ссылки на ресурс, посвящённый этой теме, с подробным описанием, как из мыши сделать сканер.

Автокорреляция (перемножение падающего на отраженный(задержанный) сигнал+интегрирование) = смеситель с фильтром. И доплер вычисляется также (от долей герца до чего получится). Оптическая обработка не просто линза и пзс, это прежде всего дифракционная решетка или другой (частотный) шаблон. Это не мешает сделать из мыши сканер (контраст по отражению(амплитуде)). Читал. Здорово.

Плохо читали. Theory of Operation

The ADNS-2610 is based on
Optical Navigation Technology. It
contains an Image Acquisition
System (IAS), a Digital Signal
Processor (DSP).
The IAS acquires microscopic
surface images via the lens and
illumination system provided by
the HDNS-2100, HDNS-2200, and
HLMP-ED80-xx000. These images
are processed by the DSP to
determine the direction and
distance of motion.

И фото на стр. 25.

Согласен. Последовательный анализ изображений.
Здорово относится к сканеру из мыши. Встретил его на iXbt.

Существуют мышиные датчики, использующие эффект Допплера, например, PLN2020.
Информации по ним немного - видимо погрязли в патентных войнах.
стоят в желтой мыше логитеч

Вы хоть представляете себе порядок величин для "поперечного" эффекта Доплера,
ширины спектральной линии ПП лазера/светодиода и размеров спектроанализатора
на основе диффракционной решетки, которым этот эффект можно обнаружить?

Не одну неделю эксперементировал...
Представление имею.
Эффект, лежащий в основе этого прибора - оптическое смешение внутри лазерного кристалла при
попадании на него отраженного сигнала.
тут главная заморочка - определение направления
для этого приходится модулировать ток лазера - менять длину волны 850 нм
этим же способом определяют расстояния порядка метра с разрешением десятки микрометров
тема широко представлена в сети - ключевое слово "self-mixing"

Тогда объясните, как можно использовать
"оптическое смешение внутри лазерного кристалла" если свет, отраженный от поверхности стола
имеет диффузное распределение как по фазе, по поляризации, так и по углу отражения..

Возьмите лазерный диод со встроенным фотодиодом контроля мощности, снабдите его объективчиком
сигнал с фотодиода подайте на усилитель, а с него на динамик.
При перемещении предметов с небольшой скоростью Вы услышите характерный свист
направив луч на руку с расстояния метр легко слышен пульс живого человека
ток через лазер выше порога , но не на максимуме - есть оптимум
луч не обязательно сфокусирован на предмете - эффект наблюдается и с коллимированным лучом
Вопрос как из этой забавы отжать метрологию - длина волны гуляет от температуры, тока, возраста
и тогда простая схема обрастает...

Взять то можно, только вот эффект Доплера здесь ни при чем.. Так что, деза..

Почитал я первую попавшуюся статейку по "self-mixing".
Речь идет, соб-сно, об изменении геометрических размеров объемного
резонатора, построенного на основе двух слабосвязанных резонаторов Фабри-Перо.
Один из них - кристалл ПП лазера, второй - поверхность_лазера+внешнее_зеркало.
Отсюда и изменение частоты. Отсюда и возможность измерять расстояние.
Работать будет, но при условии, что шероховатость поверхности в точке отражения
луча много меньше длины волны лазера. В противном случае - диффузное рассеяние света.
IMHO, для мышки как раз второе.

И потом, этим способом можно определить перемещение только в направлении луча лазера..
Поперечные перемещения, что как раз и необходимо для работы мышки,
таким способом не определить.

рекомендую почитать не только первую попавшуюся, но и последующие...
даташит, например, PLN2020
А мышка у меня работающая - сейчас, правда, из продажи спрятались они
лазер светит не по нормали, а под углом к поверхности
лучики острые видны в видео
Допплеровская частота при классическом методе двух пучков совпадает, если
рассматривать ее с точки зрения рассеяния неоднородностями с изменением оптической частоты и с позиции прохождения неоднородностью полосатого освещения

Вынужден согласиться, хотя сомнения остались...
Ширина спектральной линии ПП лазера порядка 0,1нм:
То есть добротность резонатора равна 800 нм / 0,1 нм = 8000.
Доплеровский свиг частоты при скорости мышки 30 см/сек составляет F*10^-9.
Следовательно, добротность резонатора Фабри-Перо должна иметь порядок 10^9.
Вопрос как?

длина когерентности тоже должно быть маленькой - мал кристалл
А на поверку - метры бывают
И еще там всяких чудес !!!

0.1 нм - это огромная ширина линии. Нормальный одномодовый лазер имеет ширины в мегагерцы. Длина когерентности совершенно не связана с длиной резонатора, это время сохранения фазы. Она связана с уровнем инверсии и другими свойствами среды.
В данном случае допплер вообще не причем. У фабри-перошных лазеров все моды сильно флуктуируют, а зеркала имеют большое пропускание - 30 - 50%. Соостветственно - огромный уровень инверсии в среде. Если не принято специальных мер даже очень слабый отраженный сигнал будет изменять и пространственную, и частотную модовую структуру генерации, а поскольку по маленькому фотодиоду в лазере бегает интерференция, вы будете это все на нем видеть. Допплера вы не померяете с шириной линии 0.1 нм - это порядка 10 Ггц. Внутри нее частоты меняются хаотически - это связано с флуктуациями тока через лазерную структкру, и много еще с чем.

допплеровский сигнал можно снимать не с фотодиода, а напрямую с выводов полупроводникового
лазера - правда он слабее и сильно зашумлен, но уловим. Прелесть в том, что усиление и детектирование происходит в активной области кристалла на оптических частотах.
большинство современных допплеровских промышленных измерителей скорости - длины в качестве источника используется обыкновенный диод, а непостоянство длины волны излучения невелируется
применением в качестве светоделителя дифракционной решетки - угол отклонения тоже меняется, а ширина полосок интерференционной картинки остается постоянной. Ширина спектра излучения особой
роли не играет - лишь малость изменится контраст полосок. Сложности возникают при необходимости
контроля направления перемещения и тогда добавляются акусто-оптические и электро-оптические
дополнения, а цена выростает до 5(россия) 10-15 тыс. уе(запад)(хотя вызвана скорее сроком окупаемости). разрешение обычно 10 микрометров, точность заявляется лучше 0.1%

Формулу в студию - как можно при ширине спектра в 10 Ггц измерить 10e-9 от примерно 10e14 герц ?

Не путайте с интерферометрами Майкельсона и другими устройствами со свтетоделителями. Там прямо измеряется перемещение по количеству интерференционных максимумов-минимумов.

В дорогих системах позиционирования, в частности, в лазерных гироскопах, используется генерация с шириной линии в килогерцы от силы. Тогда можно говорить о допплеровском сигнале.

Ну да, я тоже был убежден,что Доплер ни при чем.. Пришлось читать DataSheets.
Теперь думаю, что принципиальная возможность есть и связана именно со времененем
когерентности луча. Если это время больше, чем 2*L/C, где L-расстояние до объекта,
а C-скорость света, то при сложении падающего и отраженного луча на поверхности
фотодиода возникают биения, т.е. амплитуда интерференционной картины меняется
с частотой ~sin(2*pi*(F-Fотр)*t), т.е. фактически речь идет о разности фаз падающего
и отраженного света. Но все же непонятно, как при диффузном рассеянии света
сохраняется фаза отраженного луча.
Термин "self-mixing", IMHO, все же к вопросу не относится, поскольку "смешение"
происходит не внутри кристалла ПП лазера.

"self-mixing" именно относится к процессам внутри лазера - автодинный прием.
В мышином датчике лазер с вертикальным резонатором - размер активной области десяток нанометров
Уважаемый господин Допплер для демонстрации своих опытов катал на платформе целый оркестр.
Вот Вам, неверящие, ширина спектра. А сдвиг по частоте был и в те годы.

Так там набор очень узких линий - чистых нот, а на прием - "узкополосные" приемники - уши профессиональных музыкантов, которые чуввствуют сдвиг каждого отдельного колебания.Так что для столь сильного утверждения приведите доказательство в виде формул.

blackfin:
Фаза не сохраняется. Просто из-за возврата части излучения меняется частота и пространственная структура генерации. На фотодиоде всегда есть интерференционные полосы. От изменения частоты и пространственного распределения света полосы перемещаются, Вы видите изменение сигнала.
Время когерентности (т.е. жизни фотона) в таком лазере никак не больше 5 нс, а скорее сего - пикосекунды.

Музыка - Шум

Так 5 нс это ж 1,5 метра. Вроде достаточно..

По поводу шума - почитайте внимательно описание исходного эксперимента с музыкантами. Ну, а про отличие комбинации узкополосных сигналов и белого шума, по - моему есть в любом учебнике.

5 нс - насколько я помню, теоретическое ограничение в AsGa, связанное с временем жизни возбужденного состояния. Т.е. за 5 нс фотон без всякого лазерного эффекта излучится. При стимулированном излучении падает на порядки. У меня в голове вертится 5 - 10 пс, но без книжки я не уверен.

Эффект Допплера происходит при рассеянии - отражении от движущейся поверхности - вне лазера.
А сигнал фотоприемника образуется из-за процессов в ЛД.
Частота наблюдаемого сигнала однозначно связана с длиной волны излучения и скоростью
относительного перемещения.
На эту тематику защищены десятки патентов и созданы, например, виброметры.
(и всякие нано-пико-фемто-секунды не мешают мышке елозить)

Я же не пишу, что эффекта нет. Эффект есть, от него хрен избавишься, когда он мешает. Только старик Допплер к нему не имеет отношения. Это эффект интерференции типа Майкельсона. А люди, которые пишут патенты на мышки, могут в оптике и не разбираться.

Резюмирую: лазерный диод, изменяя выходную оптическую мощность, контролируемую встроенным фотодиодом, позволяет оценить допплеровский СДВИГ-частоту биений.
Процессы, приводящие к этому, связаны с образованием внешнего оптического резонатора.
Наверно, их можно рассматривать с позиции пространства-размера резонатора или времени-частоты излучения.
Лазерное поведение можно наблюдать и в статике, а допплеровский сдвиг всегда ассоциируется со скоростью.
Интересует аспект применения результатов явления.

Хотелось побудить интерес публики, одаренной свободным временем, к опытам с лазерными диодами.

(интерференционный полосы, бегающие по поверхности встроенного фотодиода, к описанному явлению отношения
не имеют. Это крайний случай, например, при отражении луча от зеркала обратно в объектив, приводящее порой к гибели лазера от чрезмерного тока, поданного обманутой схемой контроля мощности)

Что касается первого вопроса темы, то на мой взгляд, оптические методы незаменимы при измерениях скорости-длины легко деформируемых, раскаленных, жидких субстанций. А для решения текущей задачи советовал поискать производителей рекламных,забавных магнитиков для наклеЙки на холодильники. Попадавшийся мне имел период намагниченности порядка 8 мм. Сигнал уверенно снимался А3422 - замечательная микросхемка - рекомендую.
Надеюсь, резиновые магниты производятся экструзией и длина может быть любой.

Для желающих поглумиться над останками CD-ROMов, старая статейка.

Вы упустили ключевой момент, который особо отмечен в статье - для наблюдения допплеровского эффекта в широкополосном сигнале необходим beamsplitter и выровненные оптические пути двух лучей, чтобы фазы всех частотных составляющих сигнала на детекторе совпадали. Для лазера можно не выравнивать с точностью 1/4 длины волны, как для белого света, но с точностью в доли мм выравнивать придется. Попробуйте это реализовать в мышке или при отражении от большой поверхности.

Статья к грызунам отношения не имеет.
А всякие beamsplitters, призмы Волластона, поляризующие кубики, дифракционные решетки, pin-фотодиоды и,конечно, лазерные диоды в достатке валяются под ногами на барахолках.
В одном таком устройстве стоит примечательный диод fld6a2tk - кристалл изолирован от корпуса,
пятно света 685 нм 35 мВт имеет КРУГЛУЮ форму, а диффракционная картинка коллимированного
луча на 15 метрах идеальна. И все это съюстированно и предназначено для измерений
поворота плоскости поляризации +-0,5 градуса. Цена вопроса 50 рублей.
Желаю успехов.

Для этого и других аналогичных случаев, где надо контролировать скорость или позицию вращающегося вала, и где невозможно с торца поставить энкодер, есть хорошее готовое решение.

GCI0L - линейный датчик магнитного поля для бесконтактного позиционирования подвижных объектов от фирмы BG electric e.K. из Германии.

Магнитная лнта наклеивается на вал, а бесконтактный датчик закрепляется в непосредственной близости от ленты.

На выходе датчика две последовательности прямоугольных импульсов со смещением на 90 град для определения направления вращения. Разрешающая способность такой системы зависит от выбранной ленты (количество полюсов на см) и от выбранного сенсора.

С мышкой все работает. Проверка очень грубая.
Взял программку шутейную - измерение пробега (и скорости) мыши по экрану (их много - и со спидометром, и без, и в чем ни попадя меряют...), колесико диаметром около 5-ти см (что попалось под руку).
Заработало! Но не хватает при больших оборотах скорости обработки и расстояние маловато.

Можно измерять центробежную силу. На вал закрепить датчик давления с грузом. Для компенсации веса груза на разных участках траектории можно закрепить два датчика диаметрально и брать их полусумму. Сигнал передавать по радиоканалу. Будем иметь непрерывный аналоговый сигнал пропорциональный скорости вращения.

А почему бы не использовать звук? Ширина полосы небольшая, исходный сигнал известен.
Излучатель генерирует звук в направлении вала под некоторым углом, микрофон ловит сигнал и сравнивает по фазе с генерируемым. Если вал вращается, то за счет эффекта доплера фаза будет меняться. Неравномерность вала компенсируется калибровкой, грязь не мешает, элементная база на порядок дешевле лазерного аналога.

Если двигатель 3-х фазный электрический и есть доступ к обмоткам, то вал трогать не нужно, нужно нормализовать противоэдс с обмоток двигателя и потом на сигнальнике расчитать вектора и получить скорость вращения