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Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Sensori, trasduttori, regolatori...
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[1] Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 21 mar 2021, 10:48

I sensori in oggetto costano ormai pochi soldi ed hanno un range che li rende parecchio versatili. I tempo di volo dovrebbe essere dell'ordine dei picosecondi, mi chiedo quale genere di tecnologia possa consentire di rivelare fenomeni tanto veloci. Credevo che si basassero su triangolazioni ma a quanto pare non è così.
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[2] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto UtenteMarcoD » 21 mar 2021, 11:01

Molti anni fa mi ero a conoscenza dei telemetri laser portata sul kilometro con risoluzione 10m.
Quindi un contatore con clock a 30 MHz bastava.
Quelli cui ti riferisci che caratteristiche hanno? Sono per anticollisione?
Sono anche io curioso di saperne di più.
O_/
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[3] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto Utenteboiler » 21 mar 2021, 11:17

Intervalli di tempo in quell'ordine di grandezza si misurano con un time-to-amplitude converter o con un time-to-digital converter.

Però i "metri" laser non misurano il time of flight. Modulano il raggio laser e misurano l'intensità del segnale riflesso. Dopo la prima misura (approssimata, ma con un ampio range), aumentano la frequenza di modulazione e ripetono la misura ottenendo un'approssimazione migliore e così via fino al raggiungere la precisione necessaria.

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[4] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 21 mar 2021, 15:47

Grazie. Posso immaginare che l'intensità riflessa venga misurata dopo una sovrapposizione col segnale locale e già per trovare il primo minimo la spazzolata della frequenza dovrebbe arrivare ai megahertz e poi salire ancora molto di più per affinare la misura della distanza. Dunque si tratterebbe essenzialmente di controllare con continuità e precisione la frequenza di modulazione del fascio.
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[5] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 22 mar 2021, 8:01

Non proprio, fanno una misura di fase fra il segnale emesso e quello ricevuto.

Se ad esempio il segnale modulante ha una frequenza di 10MHz (lunghezza d'onda 30m) si può fare una misura fino a 15m. Se si riesce e misurare un grado di differenza di fase, si ha una risoluzione di 15m/360=4.2cm. Se il bersaglio è più lontano di 15m, il sistema non se ne accorge, deve iniziare a misurare ad esempio con 1MHz.

Essendo ad alta frequenza, si fanno tante medie e si filtra per togliere rumori vari. Mi pare ci fosse un vecchio numero dell'HP Journal che descriveva il loro strumento.
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[6] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto Utenteelfo » 22 mar 2021, 8:37

IsidoroKZ ha scritto:Mi pare ci fosse un vecchio numero dell'HP Journal che descriveva il loro strumento

Potrebbe essere questo?
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The 3850A uses phase measurement of a modulated in
frared beam to measure distance to a retroreflector target.
Unlike interferometric distance measurement, which de
tects changes in a target's position, the phase measurement
technique provides absolute distance measurements, inde
pendent of optical path interruptions.
The infrared light beam is modulated at one of three
frequencies, 15 MHz, 375 kHz or 3.75 kHz

https://www.hpl.hp.com/hpjournal/pdfs/I ... 980-06.pdf
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[7] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 22 mar 2021, 8:56

Sì! :ola: :ola:
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[8] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto UtenteEcoTan » 22 mar 2021, 9:58

Peccato, mi ero convinto e quasi ci volevo provare (in ricezione le fotoresistenze sono troppo lente, forse coi fotodiodi assistiti da una lente). Molte grazie comunque.
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[9] Re: Sensori di distanza a laser, come funzionano?

Messaggioda Foto Utentestefanopc » 22 mar 2021, 15:42

Un sistema piu aggiornato su questo argomento.
https://dammedia.osram.info/media/resou ... t%2520(ToF)%2520measurement%2520using%2520pulse%2520lasers.pdf&ved=2ahUKEwj2sp-T78PvAhXD4uAKHacdDZgQFjAHegQIBxAC&usg=AOvVaw3aPPl_Rj-P5qGRgZjsOw1-
Un esempio di un punto di riferimento nel settore.
https://shop.leica-geosystems.com/it/it ... asure-plan
Ciao
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