требуется измерить:
-расстояние до объекта 2..3м +/-0,1 мм. Поверхность не ровная и движется, коэффициент отражения как у стекла.
-размеры объекта 9..25 мкм +/-10%, расстояние не менее 1,5м, коэффициент отражения - 0,7 - 0,9

для первого пробовал триангуляционный метод - не подошел: поверхность не ровная, зайчик по ней "бегает" и вместе с ним показания. Усреднение не помогает, т. к. зависимость не линейная

если у кого есть соображения, как это можно сообразить, плз. не стесняйтесь, буду рад любому сообщению.
Заранее спасибо!!!

Метод радиолокации. Ну а если небольшое растояние - ультрозвук(сонар).

Если поверхность "не ровная" - то до какой точки этой поверхности следует измерятть расстояние? - до ближайшей? так тогда проблема будет состоять в том, чтобы выделить эхо-сигнал от ближайшей точки. В общем случае интенсивность отраженного сигнала от ближ. точки будет сильно варьировать в зависимости от конфигурации отражающей поверхности. Рекомендую использовать ультразвук и усреднять результат измерений для повышения точности.

Конкретизируйте задачу. Или задачи?... Измерить расстояние до объекта 2..3м +/-0,1 мм, и измерить размеры объекта 9..25 мкм +/-10% ... - это разные объекты и задачи?... И +/-0,1 мм - это абсолютная
погрешность измерения расстояния?, если ток то тогда относительная погрешность на трех метрах 0,0033%?... В какой среде находятся объекты?

Действительно.
А если рассказать по подробнее - может окажется, что и расстояние с такой точностью мерить не надо.

Извеняюсь, что долго не появлялся - болел.
------
отвечаю на вопросы:
объекты - разные.
первый - это полский прозрачный (как стекло или для простоты стекло, свойства почти одинаковые) объект, необходимо измерять до него расстояние (среднее значение), или хотябы смещение. ультразвук не подходит, слишком большой фон, сильные воздушные потоки. остается оптический, но как? края не ровыные, будут давать погрешность 1..2 см, а нужно не хуже +/- 0,1мм.
второй объект - это стекловолокно. необходимо знать среднюю толщину (диаметр).

Для измерения диаметров тонких цилиндрических объектов (подобных вашей нити) пожалуй могут подойти лазерный сканирующий и лазерный дифракционный способы. Первый заключается в сканировании объекта тонким лучом (перпендикулярно оси объекта) с фиксированной скоростью, при перекрытии луча объектом формируется оптический сигнал, подобный отрицательному импульсу в цифровой электронике, длительность которого пропорциональна диаметру объекта, при помощи фотоприемника этот импульс преобразуется в электрический импульс, дальше дело техники. Оптическую систему установки можно построить так, что источник излучения, приемник и нить будут находиться неподвижно, а луч будет перемещаться оптическим сканатором. Измеритель такого типа выпускался (не знаю как сейчас) фирмой SIRA (Англия), он позволял измерять диаметры от 0,01 до 0,5 мм с погрешностью 0,1%.
Второй способ заключается в следующем: объект облучается пучком когерентного излучения, излучение взаимодействуя с объектом дифрагирует и на экране (анализаторе) распложенном за объектом образуется дифракционная картинка или так называемое дифракционное изображение изделия. Расстояние между максимумами интенсивности дифр. картинки зависит от радиуса нити, и длины волны излучения. Чувствительность данного метода тем выше, чем меньше радиус объекта. Диапазон радиусов измеряемых объектов от десятых долей микрона, до десятков микрон. Погрешность измерения около 0,5%.


Что касается второй задачи (или первой), то сложно посоветовать что-то конкретное, не зная формы объекта, где он находится и т.п. Для информации: лазерные интерферометры позволяют измерять перемещения до 60 м с дискретностью отсчета от 0,01 до 0,1 мкм. Объект во второй задаче плоский с коэффициентом отражения как у стекла. Может быть его можно использовать как отражатель в одном из плеч интерферометра?...

Спасибо, информация очень ценная. Интерферометр, думаю в случае измерения диаметра не подойдет. Волокон очень много (~400 шт.), они колеблятся (т. к. их вытягивают из расплава и наматывают) и их толщины гуляют (поэтому нужно измерить хотябы среднее значение диаметра, в идеале - еще и распределение).
В случае положения объекта. Объект плоский, может двигаться вправо-влево, вверх-вниз, вперед-назад (т. е. плоской частью приближается или удаляется). Требуется измерить только последний параметр. Плоскость гладкая, но не идеально ровная. (неровность не более +/-50мкм). Может здесь подойдет многоточечный триангулярный метод: находить среднее и исключать точки с большими отклонениями? А интерферометр, как можно построить на его основе? Я никогда с ними не имел дело.

Я так понял объект совершает возвратно-поступательные движения. С какой частотой? Какова средняя скорость перемещения. И я не совсем понял суть проблемы с триангуляционным методом. Если можно поподробней опишите как измеряете расстояние... Мне известен триангуляционный способ измерения расстояний, заключающийся в следующем: на поверхность объекта направляются два луча один прямой (падает по нормали) другой наклонный, изменяя угол падения наклонного луча добиваются совмещения бликов (обоих лучей) на поверхности объекта, далее измеряется угол падения наклонного луча (при помощи угломера входящего в установку) и зная базу(расстояние между источниками лучей) вычисляется расстояние до объекта, точнее до той точки где сведены блики от лучей. Такой способ может сработать при неподвижном или медленно перемещающемся объекте. А высота неровностей в 50 мкм, ИМХО, здесь особых проблем создавать не должна... Правда все это, скорей всего реализуемо в лабораторных условиях...

Требуется измерить хотябы среднее значение диаметра. Т. е. каждое волокно имеет диаметр di, всего их 400, среднее значение равно: D=SUM(di)/400, i=1..400
Обычно, среднее значение измеряют следующим образом: берут скрутку волокон длинной метров десять, взвешивают и вычисляют. Метод достаточно точный, но требуется останов намоточного оборудования. Это плохо. и не позволяет автоматизировать производство.
А распределение хотелось бы: сколько волокон одного диаметра (+/- delta), другого, третьего и т. д. это связано с тем, что диаметры могут отличаться и гулять во время производства. Это может быть вызвано движением воздуха, неравномерностью прогрева фильеров (дырки, от куда тянут нити) и неравномерного износа техже фильеров, а также иногда от погоды на Марсе (или нарушение технологии? )

Да, триангулярный метод почти так: известна база, измеряется отклонение луча. Но, т. к. поверхность неровная и гладкая, из-за этого луч будет смещаться не только от положения объекта но и от неровности (уходит о-о-очень далеко. представьте, вы взяли зеркало и повернули на небольшой угол, луч убежит). Вот такая проблема.

А точнее, такие проблемы

Поверх эти волокна поставь какой нибудь равномерный источник света, например луминисцентная лампа. Внизу поставь линейный фотоприемник из факса или другой. Количество света на фотоприемнике ~ SUM(di).

Да, отличная идея!
По максимальным значениям на линейке я смогу контролировать яркость лампы (компенсировать не стабильность источника, связанную со старением, колебаниями напр. и т. п.)
Надо подсчитать. хватит ли динамич. диапазона. И промоделировать.
Бльшое спасибо!

А, еще вопрос, Вы говорили фирмой SIRA выпускался сканирующий измеритель. А как он работал? двигался луч и по ширине пика определялся диаметр? Я сейчас стал расчитывать такую конструкцию, чтобы промоделировать с учетом колебаний волокон. Может быть что-то выйдет?

Но идея с прохождением - отличная! Делали как-то на отражение (опытный экземпляр и испытание): из-за слабого сигнала сказывались наводки (от амроновских преобразователей), сильная чувствительность к колебаниям, не было возможности осветить все волокна, поэтому показания плавали (гуляло распределение).

Схема поясняющая работу таких измерителей в прикрепленном файле. Объект (диаметром d) помещается между конденсором и объективом. В фокусе объектива помещается фотоприемник. Луч проходит через фокус конденсора, в результате между кондесором и объективом он будет перемещаться параллельно оптической оси. Пересекая объект, луч будет ослабляться (или совсем перекрываться), в результате зависимость потока излучения от времени (в идеале) будет выглядеть как на диаграмме. Электрический сигнал на фотоприемнике будет пропорционален потоку. Длительность импульса (при постоянной скорости перемещения луча) пропорциональна диаметру...

спасибо