Стоит задача измерять расстояние между двумя объектами. Расстояние не более 2м, точность не хуже +-1,5мм (лучше точнее). Первое, что приходит в голову - лазерный дальномер. Ультразвуковой не подходит, нужен узкий луч, т.к. помимо измеряемого объекта есть ещё другие предметы, расположенные рядом. Желательно было бы ещё чтобы излучатель и приёмник работали посредством оптоволокна, т.к. наличие металлических частей в местах измерения крайне нежелательно, возможно потребуется какая-то фокусирующая линза, но дело не в этом. Помню когда учился в институте, был предмет "Лазерная локация", конспект правда потерял, но помню, что лазером можно эту проблему решить и есть такие дальномеры. Вот только не понимаю один ньюанс. Если взять лазер (не фемтосекундный), то у него джиттер будет несколько сотен пикосекунд (напр. импульсный лазер OSRAM, лазерные приёмопередатчики Avago), а это расстояние порядка нескольких сарнтиметров, кроме того ждиттер есть и в фотоприёмнике примерно того же порядка. Получается, что фронт приёмного сигнала будет дрожать относительно передающего на 2 порядка больше, чем величина, которую нужно измерить. Казалось бы, можно измерять величину задержки, усреднять хоть много тысяч раз и вроде бы задача решаемая, но я плохо представляю как за один акт посылки/приёма импульса можно измерить задержку между ними с точностью несколько пикосекунд доступными средствами. Хотя я представляю как это можно сделать стробоскопическим методом - при цикле 1000 импульсов к примеру, но тогда джиттер не должен быть больше требуемой точности измерения времени задержки. Подскажите, пожалуйста кто знает, в чём я ошибаюсь и как решается такая проблема. Задача сугубо практическая, данное устройство собираюсь изготовить или купить готовое если таковое имеется.

На таких расстояния и для таких точностей TOF, естественно, не применяется. Здесь либо триангуляция, либо интерференция.

если задача серьезная...то начать работу следует с изучения матчасти...
первое...вопрос с оптикой вы решили...или на потом оставили...
второе...идите к отцу-командиру и падайте на колени и говорите что нужен вам Бошевский или Хитачевский или Хилти-вский дальномер...в Московии он подешевше будет...расколупав девайс получите оптику достойную...лазер и разберетесь чем драйвится и что принимает и увидите как работает...не решайте задачи сами..китайцы очень мудрые люди...
в третих...купите дальномер с выходом на порт и влепите в свой корпус и продайте как свое...а кому щас легко...удачи...

Триангуляция не подойдёт наверное - угол измерить нет возможности. А про интерференцию что-то читал кажется, но там речь шла о лазере в котором есть зеркало, а можно ли это на практике реализовать с полупроводниковыми? Подскажите где почитать, пожалуйста.


Вопрос с оптикой оставили на потом, но прнципиальных проблем пока не вижу. Про покупной дальномер уже думал, но в этих вопросах не очень компетентен. Мне тут рассказал один коллега, что видел в строительном магазине дальномер, на коробке было написано, что он лазерный, а если почитать внимательно, то он ультразвуковой, а лазер только для наведения как указка. Все ли они такие я не знаю, но ультразвуковой мне никак не подойдёт. Потом, я уже написал, что непосредственно в то место, где нужно измерять я не могу такой дальномер поставить, нужно как-то присоединить к оптоволокну и я не уверен, что это возможно.

Готовые триангуляционные лазерные датчики можно посмотреть здесь:
http://www.micro-epsilon.com/products/disp..._ILD/index.html
http://www.ia.omron.com/product/family/1512/index_fea.html
http://www.sick.com/home/factory/catalogue...sensors/en.html

Про интерференцию – поиск по ключевым словам: self-mixing interference laser range sensor.
Но когда я этим занимался, никаких готовых датчиков найти не удалось.

Спасибо, хорошие ссылки.

вот здесь гляньте
http://www.riftek.com/pages/laser.htm
мы у них покупали через представителей в Москве, правда до 50 мм датчик - впечатление нормальное.

С триангуляционными пожалуй всё понятно, но не подойдёт, ставить его нужно непосредственно в место измерений, а мне необходима оптическая связь через оптоволокно, а с такими не получится.

Всё-таки рекомендую этот вариант с ходу не отбрасывать. У Мураты, помнится, были остронаправленные УЗ датчики (ширина ДН порядка 6-7 град.) В случае необходимости, луч можно поробовать ещё "обжать" соответствующим акустическим оформлением.
Лазерные системы гораздо сложнее и дороже.

PS. Извиняюсь, недочитал. Если и впрямь УЗ никак не подходит, можно попробовать модулировать лазерный луч псевдослучайным кодом, а потом производить корреляционный приём. Джиттеры и размытости КФ при этом придётся бороть при помощи когерентного накопления. Но здесь тоже есть ньюансы, сильно зависящие от условий задачи...
PPS. Хотя, ПСП здесь, видимо, без надобности... Можно применять и просто последовательность коротких импульсов. К сожалению, кроме многократного измерения и усреднения ничего другого не остаётся...

Рассмотрите фазовый метод.
Модулируешь лазерное излучение сигналом с длиной волны больше (2м*2) метров.
Направляешь лазер на объект, принимаешь отраженный с помощью, допустим, pin-фотодиода,
далее усиливаешь и измеряешь разность фаз одним из разновидностей методов.

для импульсного дальномера у вас будет проблема в том чтозадержка в приемнике будет зависить от мощности сигнала
а с этим бороться очень тяжело
фазовый метод позволит вам получить то что нужно
но там тоже есть проблемы при реализации если нужна действительно точность а не чувствительность
и потом вы ничего не сказали о габаритах того где вы будете принимать сигнал толи трипель призма толи оптика с волокном
вообщем есть ньюансы

китайский дальномер работает по фазовому принципу
возьмите его и вставьте в свое устройство если это допустимо
это вфыйдет дешевле чем вы будуте разрабатывать на порядки

а может это подойдет??

рулеточные датчики линейных перемещений. имеют неплохую точность и небольшие размеры, как вариант.

http://www.servotechnica.ru/catalog/encode...bler_draw_wire/

Пожалуй расскажу более подробно. Дальномер планируется применять для антенных измерений, причём вблизи антенны. Одним из компонентов антенного измерителя будет обруч из пластмассоподобного материала, находящийся вблизи антенны, в этот обруч и будет вмонтирован конец оптоволокна с линзой. Наличие какого-либо металла, а также массивных диэлектриков на обруче и вблизи него вообще недопустимо. Не вдаваясь в подробномти, в общем имерять надо небольшие деформации этого обруча в процессе измерений. Это задача минимум. Желательно, чтобы этот дальномер измерял расстояния не только в районе 1,5м или 2м, а имел полный диапазон от 0м до 2м. Дальномер этот строго говоря не является обязательным, но желательным, можно и без него обойтись если не получится. Дело ещё просто в принципе. Делают же как-то такие лазерные дальномеры... Вот я и не понимаю какие там лазеры, приёмники и метоы измерений.



Это конечно да, но что-то не верится, что на практике применяют что-то кроме простого усреднения. Ведь зондирующий импульс можно повтррить сколь угодное количество раз.



Это совсем не решение задачи. Вот к примеру имеем расстояние 2м и считаем, что это соответствует фазе 360 градусов. Если нужно мерит с точностью 1,5мм, то фазу нужно мерить с точностью 0,27 градусов. Это при том, что фазовое дрожание одного сигнала относительно другого будет на порядок больше. И как это измерить?




Интересно, но как я уже написал, нужно дистанционное измерение

написал в яндексе "лазерный дальномер" очень много выдал.

например

http://www.promtrest.ru/catalog/measuremen...ucnU6cHJlbWl1bQ

Может это всё таки лазерное устройство? про акустику никто ничего не говорит.

там на сайте есть отдельно ультразвуковые дальномеры.
http://www.promtrest.ru/catalog/measuremen...der_ultrasonic/

Чтот я не понял про "применять для антенных измерений"???

Да, эти похоже лазерные, но применить я их не могу, оптоволокно туда не засунуть к сожаленью.

Все равно, из описания как-то плохо понял задачу.
Еще может быть такой вариант. Нанести на этот ваш обруч метки и снимать его издалека камерой.

ЗЫ: Еще всякие голографические камеры бывают, для примера http://www.optrion-tech.com/intronoflash.html