Brennweite und ROC präzise mit Laser messen...

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  • Hallo,


    nachdem in einem anderen Thread (http://www.astrotreff.de/topic…PIC_ID=255459&whichpage=7 die Frage nach der Messgenauigkeit bei der Bestimmung des Krümmungsmittelpunktes von Parabolspiegeln aufkam und Henri sich denselben Laser zugelegt hat wie ich, hat er ihn mir auch prompt zugeschickt, mit der Bitte, ihn zu kalibrieren, da ich ein Stahllineal besitze, welches ich vor einigen Jahren gegen ein hochpräzises Endmaß mit 1m Länge abgeglichen bzw. markiert hatte. Dieses deckt sich auch ziemlich perfekt mit einem Klasse 1 Maßband, das ich mir für Strecken bis 8m zugelegt hatte.


    Ursprünglich dachte ich, ich gehe mal "kurz" in den Messkeller und die Laser würden wahrscheinlich eh das Gleiche anzeigen. Ich sollte mich aber gehörig täuschen. [B)]


    Bei einem ersten Vergleich zeigte sein Gerät konstistent 4mm mehr an als meines:




    Hier dachte ich noch, ui, komisch, ganz schön viel Differenz, aber ok, die Software dieses Lasers lässt es zum Glück zu, plus/minus 7mm zu justieren.


    Komischerweise bekam ich aber IMMERNOCH verschiedene Ergebnisse, obwohl ich beide Laser gegen jeweils ein schwarzes Klebeband reflektieren ließ.


    Wie konnte das sein??


    Egal wie ich es drehte und wendete, ich bekam beide Laser nicht auf einen Nenner. Trotz Kalibrierung! Denn sobald ich eine längere Strecke als diesen einen Meter vergleichen wollte, stimmte es wieder nicht - und zwar um ca. 2 bis 3mm. Ich war echt kurz vor dem Durchdrehen, als ich mich wieder einmal an die Worte eines Bauingenieurkollegen erinnerte, der mir damals bei den teuren Baulasern immer den Reflektor ans Herz legte. Sollte es was damit zu tun haben?


    Es sollte! Als ich nämlich die beiden schwarzen Klebestreifen verglich, die ich für Henris und meinen Laser verwendet hatte, fiel mir plötzlich auf, dass es NICHT dasselbe schwarze Klebeband war! Daraufhin testete ich verschiedene Kunststoff-Einmerker in allen Farben, wie auf folgendem Bild zu sehen ist:




    Diese zeigten immer 2mm WENIGER an, dieses Mal konsistent auf beiden Geräten.


    Als ich aber dann andere Strecken testete, wurde es immer wilder. Es war einfach nicht reproduzierbar, warum sein und mein Laserentfernungsmesser auf den ersten Blick inkonsistente Messergebnisse anzeigten. Am anderen Ende klebte ich die bunten "Post-its" einzeln an die Holzwand und startete die Laser. Das Ergebnis der Messungen war immer um 2mm kürzer als das mit dem Klasse 1 Maßband gemessenem. Wenn ich hingegen gegen die kunststoffbeschichtete glatte Holzwand gemessen hatte, war die Abweichung gleich Null. Wie konnte das sein?



    Letztendlich habe ich dann drei verschiedene Messstrecken abgemessen und gelasert. Dieses Mal aber immer unter Verwendung des gleichen "Cloroplast"-Klebebandes:




    Und siehe da:





    Die beiden Laser zeigten bei über 100 Messungen EXAKT die gleichen Werte an! 1,000m, 3,5m und 6,5m. Und zwar mit einer Präzision, die fast schon wieder erschreckend war :-). Und das für knapp über 20.- Euro!


    Interessanterweise misst der Laser dieses Cloroplast deutlich langsamer als andere Oberflächen, er tut sich offensichtlich schwer damit. Im Dauermessmodus ist die Messfrequenz auch deutlich niedriger. Dafür sind die Messergebnisse perfekt. Und nur das zählt. [:)]


    Wenn man also einen unserer Spiegel messen will, am Besten solch einen (oder einen anderen Laser) auf EIN bestimmtes Klebeband kalibrieren und dieses Klebeband dann durchgängig verwenden. Ich klebe dazu immer ein Stückchen auf die zu messende Fläche, denn auf Glas oder einem Spiegel funktioniert solch ein Laserentfernungsmesser nicht.
    Der Vorteil der Lasermessung gegenüber dem Massband liegt aber auf der Hand. Wem 1mm Messgenauigkeit genügt, der hat mit einem Laser nie das Problem des "Durchhängens" und misst für unsere Ansprüche genau genug.


    Wieder was dazugelernt... [8)]


    cs,


    Alfredo :-)

  • Hallo Alfredo,


    danke für Deine genauen Untersuchungen und die Mühen. Das klingt sehr positiv. Dass das Messergebnis auch von der Art des Reflektors abhängt, hätte ich nicht vermutet.
    Das Messen des ROC empfand ich bislang immer als eine etwas quälende Angelegenheit. Aber so ist das doch wirklich komfortabel und allemal genau genug. Kannst demnächst wohl einen Kalibrierdienst eröffnen[;)]


    Viele Grüße
    Gerhard

  • Hallo Alfredo,


    vielen Dank für deinen interessanten Beitrag.


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Es sollte! Als ich nämlich die beiden schwarzen Klebestreifen verglich, die ich für Henris und meinen Laser verwendet hatte, fiel mir plötzlich auf, dass es NICHT dasselbe schwarze Klebeband war! Daraufhin testete ich verschiedene Kunststoff-Einmerker in allen Farben, wie auf folgendem Bild zu sehen ist:


    Diese zeigten immer 2mm WENIGER an, dieses Mal konsistent auf beiden Geräten.


    Als ich aber dann andere Strecken testete, wurde es immer wilder. Es war einfach nicht reproduzierbar, warum sein und mein Laserentfernungsmesser auf den ersten Blick inkonsistente Messergebnisse anzeigten. Am anderen Ende klebte ich die bunten "Post-its" einzeln an die Holzwand und startete die Laser. Das Ergebnis der Messungen war immer um 2mm kürzer als das mit dem Klasse 1 Maßband gemessenem. Wenn ich hingegen gegen die kunststoffbeschichtete glatte Holzwand gemessen hatte, war die Abweichung gleich Null. Wie konnte das sein?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hattest Du da bei Messweiderholungen die Standardsabweichun abgeschätzt?



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Wenn man also einen unserer Spiegel messen will, am Besten solch einen (oder einen anderen Laser) auf EIN bestimmtes Klebeband kalibrieren und dieses Klebeband dann durchgängig verwenden. Ich klebe dazu immer ein Stückchen auf die zu messende Fläche, denn auf Glas oder einem Spiegel funktioniert solch ein Laserentfernungsmesser nicht.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Wenn man sich die Sache überlegt, trifft ja der Laser nicht punktförmig auf die Oberfläche auf, sondern mit einem kleinen Durchmesser, der ja mit größererwerdender Distanz zunimmt. Hier entscheidet ja dann die Oberflächenbeschaffenheit (Diffusion) und Absorptionseffekt bei jeweiliger Oberflächenfarbe das Ergebnis.


    Beste Grüße


    Christian

  • Hallo Alfredo, das freut mich aber! Und wieder was gelernt. Um welchen Betrag waren denn die beidern Laser verschieden?
    Ich habe lustigerweise bei mir auch Coroplast benutzt, die 25mm Version aber in weißer Farbe. Auf der Rolle steht sogar die Dicke des Bandes. Das ist ja eigentlich Isolierband und sehr praktisch da es mit umgeknickter Ecke problemlos nach dem Messen wieder vom Glas entfernt werden kann.
    Als Ursache für die inkonsistenten Messergebnisse vermute ich ein teilweises Durch- oder Eindringen des Lasers in das Material. Dann würden die zurückgeworfenen Pulse sicher etwas verstümmelte Flanken aufweisen. Aber diese Teile sind für mich eh ein Wunderwerk der Technik.


    Könntest Du mir bitte noch ein kleines Stückchen von Deinem Coroplast mit ins Päckchen tun? Vielleicht auf die Packung kleben?


    Jetzt bleibt eigentlich nur noch zu klären, wie man am besten beschichtete Spiegel mit einem Laser vermisst. Aktuell möchte ich das mal an meinem ersten 2005 geschliffenen Spiegel testen. Auf die Alu/SiO Schicht würde ich das Isolierband nicht kleben wollen. Aber da fällt uns noch was ein. :)


    Beste Grüße, Henri


    p.s. Hast Du schon Kabel dran gelötet?

  • Hallo Christian,


    ich habe mir mal die Mühe gemacht, die Varianz und die Standardabweichung bei einer Messstrecke von 5,0m mit Excel zu berechnen. Die Varianz ergab bei einer Messreihe von 100 Messungen 0,0001655 Millimeter und damit ergibt sich die Standardabweichung zu 0,41mm. Ich denke, damit können wir mehr als gut leben! Wenn man den ROC also auf 1mm genau festnageln kann, ist das schon eine tolle Sache und auch für DFTFringe mehr als genug :-)


    Gerhard, genau das war der Sinn und Zweck des Ganzen. Mich hat die umständliche Messerei des ROC mit Maßband und Co. immer etwas genervt.
    Jetzt werd ich mir nur einen metallischen Anschlag an den Laser basteln, ihn darauf neu kalibrieren und dann können die Spiegel am Fließband kommen, die werden dann wie bei Star Wars weggelasert [:D]


    Henri, zu Beginn war eine Diskrepanz, wie bereits geschrieben, von ganzen 4 Millimetern zwischen deinem und meinem Laser zu beobachten.
    Deinen Laser habe ich jetzt auf genau dieses Cloroplast-Klebeband (ist ja perfekt, wenn du den eh zuhause hast, habe dir dennoch ein Stück auf die Rückseite deines Lasers geklebt) mit meinem Endmaß kalibriert.
    Habe jetzt, nach einigen Stunden, nochmal überprüft, ob er immernoch
    exakt auf den Milimeter genau misst. Er tut es! :-)


    Zum Thema Spiegel: ich habe dieses Cloroplast schon auf vier verspiegelten und mit Quarzschutzschicht überzogenen Spiegeln verwendet. Da passiert rein gar nichts, glaub, da machst dir zu viel Sorgen [^]

  • Eine Frage an die Allgemeinheit habe ich aber noch, vielleicht
    ist ja jemand unter uns, der folgendes erklären kann:


    Ich habe soeben noch einmal an der glatten, weissen Holzwand
    gemessen. Und im Vergleich dazu erneut am schwarzen Cloroplast.


    Die Messergebnisse unterscheiden sich absolut konsistent um ziemlich
    exakt 2mm! Ich habe extrem präzise gearbeitet, aber diese 2mm sind
    wasserdicht.


    Wie kann das möglich sein? Ich dachte, so ein Laserentfernungsmessgerät funktioniert über die Phase des Laserslichtes. Selbst wenn die Oberflächenbeschaffenheit des Reflektors anders sein sollte, wie Christian schreibt. 2mm wären extrem viel Phasen, und ich hätte mit wesentlich weniger Diskrepanz gerechnet.


    Jemand dabei, der dieses erklären kann?


    Viele Grüße,


    Alfredo :-)

  • Hallo Alfredo, hallo Messgemeinde,


    sehr interessantes Thema. Ich werde mir heute noch so ein Teil bestellen, das scheint ja eine richtige Trouvaille zu sein (zumal für diesen Preis...). Mein Foucault/PDM Tester nimmt langsam Formen an. Da die Klinge und das PDM Plättchen sauber auf einer Aluplatte aufliegen, kann dieses Messgerät einfach daran angeschlagen werden. Dann hat die Schätzerei mit Messband ein Ende...


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Alfredo Segovia</i>
    <br />Eine Frage an die Allgemeinheit habe ich aber noch, vielleicht
    ist ja jemand unter uns, der folgendes erklären kann:


    Ich habe soeben noch einmal an der glatten, weissen Holzwand
    gemessen. Und im Vergleich dazu erneut am schwarzen Cloroplast.


    Die Messergebnisse unterscheiden sich absolut konsistent um ziemlich
    exakt 2mm! Ich habe extrem präzise gearbeitet, aber diese 2mm sind
    wasserdicht.


    Wie kann das möglich sein? Ich dachte, so ein Laserentfernungsmessgerät funktioniert über die Phase des Laserslichtes. Selbst wenn die Oberflächenbeschaffenheit des Reflektors anders sein sollte, wie Christian schreibt. 2mm wären extrem viel Phasen, und ich hätte mit wesentlich weniger Diskrepanz gerechnet.


    Jemand dabei, der dieses erklären kann?


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Eine genaue Erklärung habe ich auch nicht, aber den alten Merksatz des Messtechnikers: "wer misst misst Mist".


    Wir wissen nicht genau, wie dieses Gerät seine Messung durchführt (und insbesondere die Schwächen der Messtechnik bedingt durch Kostenoptimierung in der Auswertungslogik kompensiert). Will heissen, je nach Oberfächenbeschaffenheit des Messgegenstandes stört man die Messtechnik (und den Auswertalgorithmus) mehr oder weniger.


    Was aber sicher ist (für diesen Preis), dass eine Phasenmessung der *modulierten* Laserlichts (nicht die Phasenbeziehung des ausgesendeten zum reflektierten Strahls) gemacht wird. Ich würde nicht zu hoch wetten, dass die Oberfläche des Messobjekts da nicht eine Rolle spielt.



    - Es ist klar, dass man eine Glasoberfläche nicht messen kann (da geht zu viel durch, der reflektierte Strahl der Rückseite führt zu Mehrwegempfang an der Photodiode).
    - Nicht so klar ist mir, weshalb das an einem beschichteten Spiegel nicht gehen sollte (ok, eher selten vor Vollendung eines Spiegels [;)])
    - wir sollten uns nicht täuschen lassen: was wir sehen ist nicht, was das Messgerät sieht. Das Laserlicht ist mehr oder weniger monochromatisch (und kohärent, weil Laser). Nach der Reflexion am Messobjekt ist diese Kohärenz weg (kein Problem bei der hier verwendeten Phasenmessung) aber ev. aber auch verzerrt (Oberfläche glatt, rauh, teiltransparent, etc.). Ausserdem ist es denkbar, dass das, was wir als perfekt reflektierend sehen, für das Messgerät ganz anders ausschaut. Und da könnte es durchaus sein, dass die weisse Holzwand, die Du siehst, für das Messgerät weder weiss noch glatt erscheint.


    Kurz, wenn der Algorithmus für weisse Wände "optimiert" worden ist, ist durchaus denkbar, dass er sich bei schwarzem Klebeband verschätzt.
    Was ich aber beruhigend finde: einmal darauf kalibriert scheint das Gerät konsistente Messungen zu liefern.


    Herzliche Grüsse


    Robert

    Ich habe keine besondere Begabung, sondern bin nur leidenschaftlich neugierig. (Albert Einstein)

  • Hallo Alfredo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Alfredo Segovia</i>
    Ich dachte, so ein Laserentfernungsmessgerät funktioniert über die Phase des Laserslichtes.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Ich gehe davon aus dass es eine Laufzeit-Messung ist.


    Gruß
    Michael

  • Hallo Michael,


    schön, mal wieder was von dir zu hören!
    Ich wollte dich ja mal anrufen, irgendwie sind seitdem aber wieder gefühlt Jahrhunderte vergangen, au weia :-)


    Das mit der reinen Laufzeitmessung dachte ich ursprünglich auch, aber
    als Funkamateur weiss ich, dass ich dazu Elektronik bräuchte, die
    mir mal locker um die 150 GHz auflösen muss, und ich weiss noch, wie teuer die Technik damals für das 23cm Band war, hihi...[B)] Lichtgeschwindigkeit ist leider sauschnell[:D]. In einem Billigteil für 20.- Euro kaum vorstellbar. [B)]


    Ich vermute, es ist eine Mischung aus amplitudenmoduliertem Laserlichtimpuls bei dem die Phasenverschiebung auf jeden Fall mit ausgewertet wird, aber ich habe mich bisher nicht schlau gemacht, werde ich aber gleich machen. Aber du hast schon auch irgendwie Recht, die Laufzeit MUSS auch irgendwie festgestellt werden, sonst haut das nicht hin, hmmmmmmmmm... [|)]


    Robert, Servus :-) Also, dass das an Spiegeln nicht geht, das ist
    definitiv so. Die Photodiode im Gerät detektiert defintiv nicht den minimalen Fleck an der Spiegeloberfläche, sondern das "Ende", wohin der Laserstrahl eben vom Spiegel hinreflektiert wird, deswegen muss man da was draufkleben. Erstaunlich dabei ist, dass die Information der Phasenverschiebung dabei aber anscheinend nicht mal ansatzweise verloren geht, denn die Messung über "Eck", also über den Spiegel funktioniert einwandfrei. Und jetzt, wo ich das Wörtchen "Photodiode" erwähne, versteh ich NOCH weniger, wie so ein Ding funktioniert, denn diese sind nicht besonders "schnell" um solch hohe Frequenzen aufzulösen. Hmmmm...jetzt reizt es mich wirklich zu wissen, wie das Ganze technisch funktioniert...



    cs,


    Alfredo

  • GENIAL GENIAL GENIAL!! [:p][:p][:p]



    Michael, wir hatten beide Recht! Ich habe gerade ein tolles Video gefunden. Der Typ erklärt den Schaltungsaufbau ab Minute 11 wirklich
    perfekt! Und lustigerweise nennt er zufälligerweise ebenfalls eine Speed von 150 Ghz, was mir schon zu Beginn spanisch vorkam (olé :-)! Jetzt ist definitv alles klar!


    Guggdihr:


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    Wirklich geniale Idee, und man sieht auch, wie man mit etwas Phantasie langsame, billige Prozessoren verwenden kann, um solch hohe Frequenzen messen zu können, glaub, der Typ, der das patentieren hat lassen ist heute wirklich Millionär...


    Jetzt verstehe ich auch, warum die Oberflächen der Reflektoren tatsächlich das Messergebnis dermassen stark beeinflussen können.
    Es ist tatsächlich die Phasenverschiebung, die analysiert wird, und wenn es am Reflektor zu Phasendrehungen kommt, dann hat zumindest DIESE billige Schaltungstechnik keine Chance mehr. Würde mich nicht wundern, wenn die das in ein paar Jahren in den Griff kriegen.


    Aber für uns brauchts keine Verbesserungen mehr. Einfach immer dasselbe Klebeband verwenden, kalibrieren, und gut ist!


    cs,


    Alfredo :-)

  • Der Typ hat auch noch ein zweites, sehr gutes Erklärvideo dazu erstellt, falls Ihr euch die Modulation des Laserlichts mal genauer ansehen wollt:


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    cs,


    Alfredo

  • Hallo Alfredo und Michael,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><br />GENIAL GENIAL GENIAL! [:p][:p][:p]

    Michael, wir hatten beide Recht!


    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Es gibt in der Hochfrequenztechnik das TDR (time domain reflectometry) Verfahren, um den Impedanzverlauf von Signalwegen (z.B. Kabel, Stecker) zu vermessen.
    Es ist tatsächlich kein Problem, Laufzeiten im ps Bereich mit einfachen Mitteln zu messen. Mit modernen Bausteinen wie FPGAs wurden schon Auflösungen von &lt;100fs (Femtosekunden, 10^-15s) realisiert. *** Korrektur: es sind ps, nicht fs. Wäre ja zu schön, um wahr zu sein. Kandidaten für sowas finden sich z.B. im CERN, von dort gibt es auch einige Paper zu diesem Thema. ***


    Danke für die Videos. Werde ich mir heute Abend reinziehen.


    Herzliche Grüsse


    Robert (HB9DNN)

    Ich habe keine besondere Begabung, sondern bin nur leidenschaftlich neugierig. (Albert Einstein)

  • Was ich erstaunlich finde: Die Fotodiode kann tatsächlich aus dem kleinen Laserpunkt in 30m Entfernung das schwache Signal des Lasers aus dem Tageslich rausfiltern und sicher auswerten.


    Beste Grüße, Henri

  • Hallo Henri,
    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Henri</i>
    <br />Was ich erstaunlich finde: Die Fotodiode kann tatsächlich aus dem kleinen Laserpunkt in 30m Entfernung das schwache Signal des Lasers aus dem Tageslich rausfiltern und sicher auswerten.


    Beste Grüße, Henri
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Das geht nur mit Filterung (Korrelation). Der Trick wird (indirekt) in Video 1 gezeigt:
    Durch die Modulation (Mischung) des Empfangssignals mit der Referenzfrequenz ist die ausgewertete Bandbreite (auch die optische) des Empfangssignals ziemlich klein. Das liesse sich zeigen, in dem man mit einem zweiten modulierten Lichtsignal den Lichtpunkt anstrahlt. Der Entfernungsmesser wird dann ein fehlerhaftes Signal zeigen, wenn die zweite Modulationsfrequenz innerhalb der Messbandbreite liegt.
    Da aber bei der Messung (auch aus anderen Gründen) sequenziell mehrere Modulationsfrequenzen verwendet werden, wird dieses Problem weiter entschärft.
    Aber erst mal ist es verblüffend, dass man aus einem Kuddelmuddel von Rauschen einen modulierten Hauch von Nichts herausfiltern kann.



    Herzliche Grüsse Robert

    Ich habe keine besondere Begabung, sondern bin nur leidenschaftlich neugierig. (Albert Einstein)

  • Hallo zusammen,


    habe mir die zwei Videos gestern Abend angeschaut (lustigerweise bin ich über das erst schon mal gestolpert, hab aber vor den besagten 11min weiter gezappt...).
    Das Prinzip wird da wirklich gut erklärt. Auch das Problem mit der Messbandbreite der Fotodiode (kurz: grosse Fläche (Kapazität), kleine Bandbreite) wird erwähnt.
    Was nicht erwähnt wird, weshalb es denn mit der im Gerät verwendeten Fotodiode funktioniert: die hat eine viel kleinere Fläche (Kapazität) und kann damit auch sehr hohe Frequenzen verarbeiten.


    Wer sich dafür interessiert, warum mehrere Modulationsfrequenzen verwendet werden hier ein Link auf ein (englischsprachiges) Paper:


    https://core.ac.uk/download/pdf/29197885.pdf


    Man kann sich das so als eine Art Nonius vorstellen.


    So kann man vielleicht auch erklären, weshalb Alfredo beim weissen Hintergrund 4mm Unterschied gemessen hat. Eine oder mehrere der eingesetzten Frequenzen führen zu Mehrdeutigkeiten.


    Herzliche Grüsse


    Robert

    Ich habe keine besondere Begabung, sondern bin nur leidenschaftlich neugierig. (Albert Einstein)

  • Hallo Robert,


    die Differenz aufgrund der unterschiedlichen Oberflächen betrug nur 2mm, nicht 4mm. Letzteres war die Differenz zu Henris Gerät, das nach dem Eichen und unter Verwendung desselben Klebebandes dann absolut identische Werte zeigte.


    Aber uiiii, die TDRs kenn ich ja sogar noch aus den 80/90er Jahren, stimmt! Schon damals hat man im höheren GHz-Bereich Leitungen damit gemessen (ich sogar mit Hilfe eines Deutsche Bundespost Beamten, mit dem ich befreundet war. Hatte da einmal eine unterirdische RG-213 Koaxialleitung zu meiner Antenne, die irgendwo ein Leck hatte und die er damit durchgemessen hatte. Fast auf den Zentimeter genau hatte er die Fehlerstelle im Kabel lokalisiert, die wir dann freigeschaufelt hatten, um es zu reparieren :-). Ich habe es aber irgendwie nicht geschafft, die Brücke zwischen dieser Technik und den Laserentfernungsmessgeräten zu spannen [B)][:)]



    Dein Link ist übrigens sehr gut! Habe es mir durchgelesen und jetzt verstehe ich auch, wie man es technisch schafft, diese "Ambiguousity", also die Mehrdeutigkeit der Auswertung bei Messtrecken mit mehr als 2 x Pi Phasenverschiebung in den Griff zu bekommen. Ich vermute, dass einige Laser einfach noch mehr Frequenzen benutzen, die mit 10-200 Megahertz in AM moduliert werden. Das erklärt auch die unterschiedlichen Qualitäten, die ich bisher getestet habe.


    Hier kommt nämlich das nächste von mir getestete Gerät. Ich hatte viel Hoffnung, dass es genauso gut ist, wie das bisher vorgestellte kleine schwarze Minigerät. Denn es muss sich um "fast" diesselbe Software handeln, es funktioniert ganz ganz ähnlich wie das Schwarze. Es sieht unglaublich schnucklig aus, hat ein robustes Metallgehäuse und ist wirklich winzig winzig winzig:



    Aber leider leider ist zumindest dieses eine Exemplar nicht so konsistent wie das Schwarze, wie ihr schon an den angezeigten Messwerten auf dem Bild sehen könnt. Das Schwarze zeigt unglaublich präzise immerwieder nur 1,000m an am Endmaß, während das neue Baby leider öfter hin- und herspringt, schade [:(] Dafür hat es sogar einen eingebauten Winkelmesser und man kann alleine durch Zielen auf einen Schornstein oder Ähnliches sofort die Höhe ablesen! Eigentlich cool, aber die Optik ist möglicherweise einfach nicht so gut wie beim schwarzen Gerät. Ich sehe auch schon am roten Laserpunkt, dass noch Nebenkeulen mit ausgestrahlt werden. Schade.



    Aber ich bin froh, zumindest dieses eine Schwarze sehr gut für unsere Messungen an den Spiegeln zuverlässig verwenden zu können. Das Kabel für den Umbau liegt schon bereit [:D] .


    Viele Grüße,


    Alfredo
    DL1YA

  • Hallo zusammen,
    ein interessante Diskussion hier, wusste bisher nicht wie diese Laser-Entfernungsmesser funktionieren.
    Ein bisschen was könnte ich zur Messgenauigkeit sagen: beruflich habe ich mit 3D-Kameras zu tun, da gibt es welche, die offensichtlich ähnlich wie diese Laser-Entfernungsmesser arbeiten, nämlich mit amplituden-moduliertem Laserlicht (Modulationsfrequenz ca. 10 .. 100 MHz), und teilweise auch mehrere Modulation-Frequenzen benutzen (Stichwort: 3DTOF-CW).
    Da gibt es den Effekt, dass die gemessene Entfernung ein bisschen von der Objektfarbe bzw. Remission abhängt, d.h. ein weisses Objekt zeigt eine leicht andere Entfernung an als ein schwarzes Objekt. Der Unterschied liegt im Bereich einiger mm. Grund dafür sind wohl leichte Abhängigkeiten der Elektronik/Auswertung von der Signalhöhe.. immerhin, es geht hier um ps..
    Übrigens gibt es auch Temperaturdriften, die kann man zwar einigermassen kompensieren, aber nicht 100%

  • <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    <br />Hallo zusammen,
    ein interessante Diskussion hier, wusste bisher nicht wie diese Laser-Entfernungsmesser funktionieren.
    Ein bisschen was könnte ich zur Messgenauigkeit sagen: beruflich habe ich mit 3D-Kameras zu tun, da gibt es welche, die offensichtlich ähnlich wie diese Laser-Entfernungsmesser arbeiten, nämlich mit amplituden-moduliertem Laserlicht (Modulationsfrequenz ca. 10 .. 100 MHz), und teilweise auch mehrere Modulation-Frequenzen benutzen (Stichwort: 3DTOF-CW).
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Und ich dachte schon, das Thema driftet zu sehr ab [:p].
    Das Paper, das ich angegeben habe, betrifft genau ein solches System. Ist für die reine Entfernungsmessung nicht interessant, die Multifrequenzmessung, die dort beschrieben wird, aber schon.
    Wie schon gesagt, es ist eine Art Nonius. Die tiefe Modulationsfrequenz ist für die grobe Messung (grosser Bereich, kleine Auflösung), die hohe für die Feinauflösung. Durch geschickte Wahl der zwei (oder mehr) Frequenzen wird erreicht, dass innerhalb des Messbereichs keine mehrdeutigen Kombinationen auftreten. Die billigen Geräte, von denen wir hier sprechen, machen das sequenziell, es gibt aber auch die Möglichkeit, den Laser (Träger) mit allen Messfrequenzen gleichzeitig zu modulieren und parallel im Empfangszweig auszuwerten. In diesem Fall wird man aber nicht um aufwändige digitale Signalverarbeitung (FFT, Korrelatoren) herumkommen.


    So, aber jetzt lass ich das klugscheissen [;)] Grau ist alle Theorie...




    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Da gibt es den Effekt, dass die gemessene Entfernung ein bisschen von der Objektfarbe bzw. Remission abhängt, d.h. ein weisses Objekt zeigt eine leicht andere Entfernung an als ein schwarzes Objekt. Der Unterschied liegt im Bereich einiger mm. Grund dafür sind wohl leichte Abhängigkeiten der Elektronik/Auswertung von der Signalhöhe.. immerhin, es geht hier um ps..
    Übrigens gibt es auch Temperaturdriften, die kann man zwar einigermassen kompensieren, aber nicht 100%
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Und das ist jetzt wirklich interessant, würde es doch eine schlüssige Erklärung für Alfredos Beobachtung liefern.


    Habe gestern zwei Geräte bestellt (eines zum Zerlegen mit dem Risiko, es nicht mehr zum Laufen zu bringen [:D])


    Herzliche Grüsse


    Robert

    Ich habe keine besondere Begabung, sondern bin nur leidenschaftlich neugierig. (Albert Einstein)

  • Hallo Alfredo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Alfredo Segovia</i>
    Das Schwarze zeigt unglaublich präzise immerwieder nur 1,000m an am Endmaß,
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Da ist bestimmt so eine Schummel-Software drin wie bei den VW-Motoren. Sobald das Messergebnis nahe bei 1m liegt, wird automatisch "Teststand" erkannt und exakt 1.000m angezeigt :-)


    Gruß
    Michael

  • Hallo Robert,


    du hattest oben geschrieben, dass es doch eigentlich auch auf Spiegeloberflächen funktionieren müsste mit der Messung. Ich hatte geschrieben, daß das in der Praxis nicht wirklich gut geht.


    Ich habe allerdings heute vom Michael telefonisch einen super Tipp bekommen, wie man mit dem Laser doch DIREKT eine Spiegeloberfläche messen kann. Ich habe es gerade getestet und es funktioniert tatsächlich,klasse! Vielen Dank Michael! [:)]


    Und zwar muss man dazu als erstes den Empfänger, also die Fotodiode neben dem Sender, mit einem Graufilter abdecken, um die Intensität
    etwas abzuschwächen. Danach muss man den Reflex "einfangen". Dazu ähnlich wie beim Foucaulttest den rücklaufenden Punkt mit einem weissen Blatt Papier sichtbar machen. Michael schlug eine Maske um die Fotodiode und den Sender herum dranzukleben, ich habe es "freihändig" gemacht und es hat auch funktioniert. Dann diesen Reflex exakt in die Fotodiode hineinmanövrieren. Nun zeigt das Entfernungsmessgerät den Abstand zum Spiegel an!


    Interessanterweise habe ich festgestellt, dass das Messergebnis um 1mm zu lang war, als ich einen dickeren grauen Glasblock dazwischengeschalten habe. Da spielt wieder die langsamere Lichtgeschwindigkeit im dichteren Medium eine Rolle. Bei einem dünnen Graufilter habe ich das nicht bemerkt. Am Besten man kalibriert inklusive des Graufilters neu, dann sollte auch das Endergebnis passen.


    cs,


    Alfredo

  • Hallo, heute habe ich den Laser vom Alfredo zurückbekommen - vielen Dank noch mal. [:)]
    Also habe ich das Teil erst mal etwas aufwärmen lassen, ich glaube der war gefrohren als ich ihn entgegennahm.


    Nun wurde schnell eine Teststrecke aufgebaut und alles was ich an Coroplast habe nebst Alfredos schwarzes Stück aufgeklebt. Als erstes im Anbstand von einem Meter. Und tatsächlich: jedes Stück hatte seine eigene Entfernung. Es schwankte insgesamt um 8mm. Es waren auch immer mal Fehlmessungen dazwischen, also insgesamt bei einem Meter Abstand nicht absolut konsitent. Komischerweise hatte auch Alfredos schwarzes Stück 2mm Differenz zu meinem Klasse II Metall-Maßband. Und bei dem weißen dauerte die Messung länger als bei den dunkleren. Also vermutete ich einfach ein übersteuertes Signal bei dem kurzen Abstand. Also mehr Abstand:


    Und tatsächlich: bei 2 Meter war alles perfekt! Aber sowas von genau, das konnte ich fast nicht glauben:


    Ich hatte an Coroplast Isoband Alfredo's Schwarzes, mein Schwarzes, Blaues und Weißes. Alle Drei und auch das Buchenholz(glatte Oberfläche) lagen exakt bei 2000mm. Interessanterweise mein Maßband ebenso. Man beachte die verschiedenen Kennzeichnungen auf dem Maßband:


    Nun habe ich natürlich auch noch die Messung der Glaßoberfläche des Spiegels nach Michaels Vorschlag versucht. Als Filter hatte ich einen Bader ND3. Leider habe ich dabei eine Differenz von ganzen 10mm festgestellt. Das konnte ich mir noch nicht wirklich erklären, ich probiere es morgen nochmal.


    Beste Grüße, Henri




    Beste Grüße, Henri

  • Hallo,



    ich habe -wieder mal zufällig- neben der Oberfläche einen weiteren Faktor gefunden, welcher die Messergebnisse beeinflusst. Nämlich die Hintergrundbeleuchtung!


    Wenn ich eine helle Lampe neben meiner Messstrecke anschalte, bekomme ich leicht unterschiedliche Ergebnisse. Irre.


    Aber das soll uns alles nicht mehr plagen. Wir wissen ja jetzt, wie wir diese ganzen Fehlerquellen abschalten können um möglichst
    konsistente Messergebnisse zu erhalten.


    Vorgehen wie bereits besprochen. Einfach immer dasselbe Klebeband benutzen, Laser darauf eichen, Hintergrundbeleuchtung ebenfalls konstant "dunkel" belassen und und messen.


    Ich habe nun auch das dritte schwarze Gerät getestet und es ist genau so gut - mit einer Genauigkeit von ca. 1mm. Das ist mehr als ausreichend. Leider können die anderen billigen da bisher nicht mithalten. Aber diese Woche bekomme ich noch ein weiteres Modell der Günstigen gestellt. Mal sehen was da rauskommt.



    Und nun zum Thema Kalibrieren, Henri hat nach dem WIE gefragt.


    Man kommt beim schwarzen Gerät über eine gewisse Tastenkombination in diesen Kalibriermodus, der leider nicht im Handbuch beschrieben ist.


    Aber ich verrats euch [:D] :




    --------------------------------------------------------------------
    1.) Gerät ausschalten.


    2.) Die mittlere runde Taste 5 Sekunden lang drücken, bis der Schriftzug "boot" erscheint.


    3.) Die mittlere Taste nochmal ca. 2 Sekunden lang drücken, bis "CAL" mit einer Zahl dahinter erscheint.


    4.) Die mittlere Taste so oft drücken, bis diese Zahl (der Korrekturwert, angepasst ist.)


    5.) Taste "C/OFF" zum Abschluss drücken.


    -------------------------------------------------------------------





    Man braucht natürlich nach wie vor eine Referenz. Nach meiner Erfahrung ist ein Klasse I Massband dafür wunderbar verwendbar.
    Und wer ein Klasse II Band hat, nimmt halt dieses.




    cs,


    Alfredo :-)

  • Michael,


    vom Thema Laser DIREKT auf den Spiegel halten, bin ich mittlerweilen dann doch abgekommen. Ich verwende lieber Klebeband zum Messen.


    Warum?


    Es ergibt einfach konsistentere Messergebnisse. Mir ist nämlich folgendes aufgefallen. Wenn man einen qualitativ guten, sehr dunklen Graufilter (habe 5 verschiedene Dichten getestet) vor Sender UND Emfpänger oder auch nur vor den Empfänger stellt, geben die Laser nur dann gute Ergebnisse ab, wenn der vom Spiegel reflektierte Laserstrahl irgendwo auf den grauen Glasfilter auftrifft. Komisch.
    Wenn er aber EXAKT durch den Glasfilter hindurch in den Empfänger gelenkt wird, kommt die Fotodiode wohl nicht gut damit zurecht und das Messerät gibt meistens überhaupt keinen Wert an - egal wie dunkel der Filter ist. Ebenfalls komisch. Oder die Ergebnisse haben -wie Henri auch schon beschrieben hat- ca. 8-12mm Abweichung. Diese Grössenordnung kann man dann leider nicht mehr auskalibrieren.


    Warum weshalb wieso? Keine Ahnung. Vielleicht irgendeine Phasendrehung beim Durchgang durch das Glas? Habe es auch mit Schrägstellen versucht. Vielleicht hast du eine Erklärung?


    Jedenfalls funktioniert die Variante mit dem Klebeband momentan zuverlässiger...und vor allem schneller [^]


    cs,


    Alfredo

  • Ah, so geht das mit der Kalibrierung. Ich bin vorgestern Abend beim messen irgendwie in diesen Modus geraten und hatte schon die Zahl weitergedrückt.
    Als ich plötzlich CAL im Display sah.
    Glücklicherweise war mein Testaufbau mit dem Maßband noch aufgebaut... So konnte ich sehen wie viel ich schon weitergedrückt hatte und das vom Messergebniss abziehen.


    Alfredo, wo hast Du denn diese Insider Info her - gibt es da noch mehr interessantes?


    Ich werde mir wohl ein Klasse I Band besorgen, die haben bei 5m nur 0,6m Toleranz, so kann ich mir dann beim nächsten Mal sicher sein.


    Beste Grüße, Henri

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