optyczny pomiar średnicy

Witam! Zamierzam zrobic urzazenie do pomiaru srednicy cienkich przedmiotow (do 1-2 mm) w ksztlcie igiel (dlugosc 5-10 cm).Wymagana dokladnosc pomiaru +/- 1 mikrometr. Pomysl jest nastepujacy: Dioda(zwykla LED, na podczerwien lub laserowa) oswietla szczeline (szerokosc powiedzmy 2-5 mm , wysokosc 10-30 mikrometrow)-problem- czy jesli mamy jedo zrodlo swiatla , czy nie bedzie zbyt duzej interferencji , jak ja wyeliminowac lub zredukowac do minimum ??; dalej po przejsciu przez szcelina swiatlo pada na przedmiot (umieszczony pionowo - na dole ciezarek w celu uzyskania prostoliniowosci) , za przedmiotem ustawiamy odbiornik - fotodioda lub fototranzystor z dobrym wzmacniaczem , potem amperomierz (bardzo czuly, dokladny i stabilny) , sygnal do przetwornika A/C i do komputera. dioda (lub dwie) (LED lub laserowa)--->szczelina--->badany przedmiot---

odbiornik(fototrnzystor+wzmacniacz)--->amperomierz (+galwanometr??)---- >przetwornik A/C ---> PC

Przedmiot jest przymocowany na nitce do silnika krokowego i przesuwany w pionie z krokiem 25 mikrometrow. Chce rejestrowac zmiane jego srednicy. Problemy: interferencja na szcelinie, czulosc fototranzystora (minimalna zmiana pradu przy zmianie oswietlenia) i jego stabilnosc temperaturowa, odpowiedni dobor pary nadajnik (dioda)- odbiornik (fototranzystor lub fotodioda), odpowiednie ekranowanie calego ukladu , zapewne oddzielnie dioda , oddzielnie uklad zasialajacy, kalibracja odbiornika (nieliniowosc fototranzystora), bariera optoelektroniczna - co to jest i jak wplywa na detekcje sygnalu ... Sry ze tak wszystko chaotycznie ale jestem na wstepnym etapie rozwazania projektu i jestem jescze troche ''zielony''. Prosze o porady teoretyczne (linki , literatura) jak i rozwiazania praktyczne (moze ktos z Was robil cos podobnego).

Pozdrawiam i z gory dzieki za wszelki info

Reply to
robson
Loading thread data ...

Dnia 24 May 2004 12:03:30 +0200, robson snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał:

ja bym to zrobił na zasadzie pojemnosciowej, kawalek pierscienia jako jedna elektroda i ta igla jako druga. Jako ciekawostke moge powiedziec że niektórzy mierzą pojemnosćiowo współczynniki rozszeszalnosci cieplnej próbek w funkcji temperatury gdzie wymagana precyzja jest duzo większa.

Reply to
yorgus

W artykule snipped-for-privacy@newsgate.onet.pl> autorem którego mieni się robson, napisano:

Podobna metoda (cień obiektu pada na linijkę CCD) jest stosowana w dostępnych w handlu miernikach długości. Rozejrzyj się w firmach handlujących autoamtyką przemysłową (hasło mikrometr laserowy).

Reply to
JS

przy tej dokładności to będziesz miał problemy z długością fali światła. Optycznie nie udało mi się uzyskać większej dokładności od 4 mikronów. Chyba, że zrobisz 20 pomiarów i obliczysz średnią. Przy normalnym rozkładzie masz 1 mikron dokładności.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

Teoretycznie masz racje, w praktyce .. podawano tu przyklad czujnika optycznego co mial chyba 10nm rozdzielczosci, nie bardzo co prawda rozumiem jakim cudem :-) Czujnik byl chyba analogowy.

Problemem moze byc tez chyba sama optyka - pixel CCD ma

5-10um, trzeba dorobic jakies powiekszenie, dobrze ustawic odleglosc w plaszczyznie srednicy drutu - i nie wiem czy jakies dyfrakcje nie beda przeszkadzac.

Najsensowniejsze moze sie okazac kupno mikroskopu wysokiej klasy z kamera - i analiza obrazu .. a moze jakis kiepski elektronowy ?

A moze sie pobawic w Tunelling Microscopy ? Jakas precyzyjna mechanika do poruszania dwoch igiel i pomiar pradu tunelowego ?

J.

Reply to
J.F.

np. interferometr laserowy. Tutaj akurat ta długość fali ma sens ;-)

będą, i to mocno. A obiektyw to też nie to, co w szkole na fizyce pokazują.

tyż nie proste. Poniżej 5 mikronów czysto optycznie zaczynają się nie tylko schody, ale równia pochyła (i to stroma). Nasza kamera (do wglądu na

formatting link
mierzy coś takiego, ale jak już pisałem ok. 3 mikronów dokładności, a kalibracji nie zrobisz między zupą a drugim daniem.

Waldek

Reply to
Waldemar Krzok

W artykule snipped-for-privacy@ukbf.fu-berlin.de> autorem którego mieni się Waldemar Krzok, napisano:

To chyba zaspokoi potrzeby inicjatora wątku.

W reklamówce firmowej podobnego (gotowego) urządzenia widziałem dane: rozdzielczość 1um, dokładność 3um, minimalna średnica AFAIR 1mm.

Można jeszcze rozważyć wstawienie po drodze układu optycznego: obiektyw rzutuje powiększony kilkukrotnie obraz mierzonego przedmiotu na linijkę CCD. Rozdzielczość się poprawi, jednak na dokładność dominujący wpływ będą miały wpływ aberacje optyczne; dojdzie też problem z ogniskowaniem i minimalną głęgią ostrości przy tak dużej skali odwzorowania.

Reply to
JS

napisał:

Dzieki za pomysl. Moglbys podac wiecej szczegolow? Na razie sprobuje z ukladu z praktycznego elektronika 12/1996 dzialajacego jako czujnik podczerwieni. Nadajnik dziala jako generator impulsow 5 kHz na bazie dwoch diod CQX47 i ukladu NE555. Mam problem z dostaniem diod sa tylko CQY.. czy moglyby byc , lub ew. dowolna CQX ? Niestety nie mam charakterystyk. W odbiorniku jest fotodioda BPW84 , tez nie moge dostac jest BMP81.... Wstawie na poczatek mikroamperomierz i zobacze jak to bedzie dzialac. Szczelina mam miec wycieta laserem o wymiarach : y: ok 100 mikrometrow , szerokosc : 3 mm. Co sadzicie o takim rozwiazaniu? BTW : udalo mi sie chyba z powodzeniem 3dokonac pomiaru przy pomocy czujnika zegarowego , o dokladnosci 1 mikrometra. Drut mocowany pionowo , przesuw sterowany z silnika krokowego. Biore srednia z 3 pomiarow , roznice na ogol nie sa wieksze niz 3 mikrometry.

Pozdro

Reply to
robson

Dnia 29 May 2004 19:11:48 +0200, robson snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisał:

Jak masz albo dużo kasy albo dobrze wyposarzone laboratorium to możesz zrobić tak:

zrobic jakis zwykly mostek typu np maxwella-wiena na wysokiej jakości elementach, i do pomiaru wykorzystac lockin. Jeżeli lockin którego uzywasz ma mniej niż powiedzmy 6 cyfr (większość ) lub jest analogowy to do wyjscia wskazówkowego (w analogowych jest na ogól wyjscie +-10V) podłączasz porządny miernik np Keithley lub Agilent (>6.5 cyfry) i masz dokładny pomiar. Ten pomiar rozszerzalności o którym pisałem był zrobiony na bardzo porządnym mostku - 8.5 cyfry mial rozdzielczości, tyle że taki mostek to raczej napewno Ci się przypadkiem nie poniewiera a lockiny i porzadne multimetry czasami na instytutach leżą niewykorzystane. Jak nie masz lockina to musisz zadbać o to aby szum za duży na wejscie nie właził, np przydźwiek a z tym jest problem zwykle.

Reply to
yorgus

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.