Beiträge von Robert Ganter im Thema „Brennweite und ROC präzise mit Laser messen...“

    Hallo Alfredo,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    lustig, dass ihr das bei Prototypen auch so macht mit den Zugangspunkten. Ich hatte keine Ahnung wie ich sonst rankommen sollte an den Schalter. Hält aber dank der Zugentlastung wirklich gut. Aber deinen Tipp mit der feineren Litze (hatte eh die Hälfte der feinen Drähtchen schon abgeknippst) merk ich mir, danke!
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    Hauptproblem ist meistens der Draht selber. Man sollte zwischen Lötstelle und bewegtem Drahtteil genügend Biegeradius lassen, sonst bricht er bei der Lötstelle.
    Anbei ein Bild:



    roter Draht ist Fädeldraht, die Sauschwänze sind aus versilbertem Draht als Messpunkt für Oszi-Sonden. Die kleinsten Bauteile haben Baugrösse 0402 (1.0x0.5mm), das IC Padraster 0.65mm [;)]


    Zum Messaufbau: danke für die Beschreibung. Da ich meinen Tester ja komplett neu mache, habe ich vielleicht etwas mehr Freiheitsgrade. Dieser Thread kam jedenfalls genau zur richtigen Zeit [8D] .


    Erst mal muss ich aber an die Laser rankommen [}:)] . Dann werd ich mich auch mal an einen Umbau wagen und das Teil in den Tester integrieren.


    Herzliche Grüsse Robert

    Hallo Alfredo,



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    nachdem ich jetzt wirklich konsistent sehr gute Erfahrungen mit diesem "kleinen Schwarzen" gemacht habe, habe ich mich entschlossen, Alois´ ehemaligen Foucaulttester mit diesem Laser aufzurüsten, um blitzschnell die Brennweiten bzw. ROC per Knopfdruck ermitteln zu können. Dazu ist es notwendig, den Laser über ein Kabel per Handtaster "fernsteuern" zu können. Also machte ich mich an dem Gehäuse zu schaffen. Es ließ sich zum Glück nach dem Lösen zweier kleiner Schrauben sehr leicht öffnen.
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    Und zum Vorschein kommt: chinesische Improvisationskunst [:D] . Die Maske für das Display ist wirklich nett.
    Der Einsatz von "Knackfröschen" für Tasten ist weitverbreitet, für Massenprodukte ist dies sehr günstig. Der Rest sieht gar nicht mal übel aus. Immerhin FR4 Leiterplatten, kein Hartpapier (Hakle feucht [:p]).


    Die Kratztechnik verwende ich oft bei Korrekturen an Prototypen. Am besten geht das mit einem Skalpell. Idealerweise lötet man dann dünnen Fädeldraht an, das minimiert die Hebelwirkung. Wenn das Kabel aber, wie hier, nicht mehr bewegt wird, gehts auch mit etwas dickerer Litze.



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    Letztendlich habe ich das fertig umgebaute Gerät drehend gelagert
    am Fokuspunkt des Messgerätes befestigt, so dass man jederzeit -unabhängig vom Spiegelabstand- auf die Spiegelmitte oder auch die 70%-Zone zielen kann. Da man mit dem Lasermessgerät kaum exakt auf die Fokusebene gelangt, war die Kalibriermöglichkeit wieder mal Gold wert.
    Ich habe nun einen externen Handtaster am Kabelende angebracht, mit dem man die Lasermessung starten kann, ohne Druck und Schwingungen auf das Gerät zu übertragen.
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    Das ist sehr interessant. Ich habe aber nicht ganz verstanden, wie Du da vorgehst. Habe ich das richtig verstanden, dass Du:
    - den Laser in einem Drehpunkt, der *ungefähr* in der richtigen Entfernung liegt, aufhängst
    - der Drehpunkt so gut als möglich auf der optischen Achse liegt
    - anschliessend kalibriert wird


    Aus geometrischen Gründen müsste der Drehpunkt so genau als möglich auf der optischen Achse liegen, damit es bei kurzen Brennweiten keinen Parallaxenfehler gibt.



    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">
    ps: Robert, den Eddingstift brauchst du für den Grob- und den Feinschliff gar nicht, da bei der da noch groben Oberfläche die Lasermessung noch sehr gut funktioniert. Erst bei der Politur gehen die Problemchen los. Da funktioniert das schon, allerdings muss man einen relativ großen Fleck draufkritzeln. Ich habe das mit einer verspiegelten Sphäre probiert und es geht, solange man diese Stelle wirklich sehr deckend anmalt. Die Reinigung danach ist aber eine Sauerei. Mit dem Klebeband geht das Ganze unterm Strich doch einfacher finde ich...
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Danke für das Experiment. Ich habe mich vermutlich nicht klar ausgedrückt. Der Eddingtest beim Feinschliff wird natürlich für den Lasertest nicht benötigt, hilft allerdings, Abweichungen von der Sphäre beim Feinschliff festzustellen.
    Aufgrund der Schweinerei mit dem Klecks ist aber vermutlich bei der Politur ein dünner Klebstreifen wirklich die bessere Wahl. War ja einfach eine Idee...


    Meine Geräte sind vor ein paar Tagen beim Paketlagerdienst in Weil am Rhein eingetroffen. Da aber BaWue (btw. zu Recht) auch grenznahen Einkaufstourismus unterbinden will, kann ich diese ohne Klimmzüge nicht abholen. Muss also noch etwas warten, ausser ich hab mal geschäftlich in Weil zu tun.



    Herzliche Grüsse


    Robert

    Hallo zusammen,


    war leider mit anderem beschäftigt, deshalb erst jetzt meine Antwort(en).


    Herzlichen Dank and Kalle für den Videolink, das ist echt abgefahren. Ich staune immer wieder, wie es Menschen gibt, die hochkomplexe Sachverhalte so erklären können, dass es auch für Laien verständlich (soweit als notwendig) und trotzdem spannend rüberkommt. Ich behaupte mal, elektronisch zu den Profis zu gehören, aber ich gebe gerne zu, bei diesem Video einiges gelernt zu haben.


    Zum usprünglichen Thema. Offenbar ist es problematisch, ein Graufilter (oder überhaupt mehr oder wenige transparente Objekte mit n&gt;1) zu verwenden, da dieses naturgemäss das Ergebnis beeinflusst.


    Eine Idee hätte ich aber noch, die man ausprobieren könnte:
    Wir verwenden während des Feinschliffs (aber auch bei der Politur ist das nicht verboten) ja den Eddingtest. Könnte man nicht einfach in die Mitte des Spiegels vor der Messung einen grosszügigen schwarzen Fleck als Reflektor aufmalen?
    (Ok, geht bei einem Cassegrain Spiegel nicht, da muss eben eine andere Stelle dran glauben und anschliessend der Taschenrechner bemüht werden).
    Erstens geht dieser Edding Klecks spurlos wieder weg und zweitens sollte der Laserstrahl so weit abgeschwächt sein, dass kein Graufilter mehr notwendig ist. Die paar 100um Schichtdicke der Farbe verbuchen wir als Rauschen...


    Alfredo oder Henri: Lust, das auszuprobieren?


    Herzliche Grüsse


    Robert

    <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

    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

    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

    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)

    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