Устройство измерения скорости угла поворота лазерного луча

[dima1987]

На самом деле гироскоп измеряет как раз угловую скорость,что необходимо по заданию. А что касается курсовой работы, то по-моему это очень инновоционно и в духе времени. Сам элетронный твердотельной гироскоп будет являться датчиком плюс схема в виде микроконтроллера для обработки сингалов от гироскопа и выдачи результатов измерения в каком-нибудь удобном виде требуемом по техническому заданю величины угловой скорости лазера плюс конструкция устройства плюс программа обработки сигналов гироскопа для микроконтроллера - вот и достаточно объемный курсовой проект без всяких там извращений из деталей со свалки отходов старых винчестеров и другой дряни, которой как анахронизмом больше и нечем назвать для современного студента, а иначе мы так и будем придатком всего остального мира. Учись, студент. Удачи.

Понимаешь, мне нужно реализовать это самое устройство измерения. Из простых деталей: фотоприемники, линзы и тд. Брать готовое решение в виде гироскопа - скорее всего, не подойдет.

Тут две почти независимые системы: 1. Следящая система, которая поворачивает рычаг всегда так, чтобы луч приходился на границу раздела половинок фотоприемника. Ток с этих половинок преобразуется в напряжение и меряется встроеным АЦП микропроцессора. По результатам сравнения меняется скорость вращения рычага. 2. Текущая корость вращения рычага в цифровом коде выводится из микропроцессора. Параллельно преобразуется в аналоговый сигнал.

Ааа.. Теперь понял, очень красивое решение!
А что скажете насчет решения, предложенного мною? Попроще, и также можно снимать ток с фотодатчиков и преобразовывать в аналаговый и цифровой сигналы.

[NOPROBLEM]

Ааа.. Теперь понял, очень красивое решение!icon_smile.gif

Самое главное в нем для курсовика, что все понятно, очевидно, что работать будет, но не примитивно, есть что посчитать, ну и динамику промоделировать на устойчивость и быстродействие тоже можно.

А что скажете насчет решения, предложенного мною? Попроще, и также можно снимать ток с фотодатчиков и преобразовывать в аналаговый и цифровой сигналы.

Это конечно так, но весь фокус в том, что уровень сигнала с каждого фотодатчика как функция смещения от центра зависит от конкретного распределения мощности по пятну лазерного луча. А вот его тебе никто не гарантирует с требуемой точностью. Единственно, что незыблемо и точно, так это то, что когда пятно точно пополам режется границей раздела фотодиодов, то токи с фотодиодов будут равны между собой. Вот на этом и базируется высокая точность работы схемы

[l-e-o-n-a-r-d-o]

моя идея довольно таки проста: призма отводит часть пучка в сторону, на линейку так, что при повороте лазера в своих пределах луч попадал в пределах линейки, от начала до конца, в определенное место. Линейка сама с неоднородной прозрачностью(например по экспоненциальному закону), или даже полосатая(если надо только скорость), за ней собирательная линза, которая направляет пучок из каждой точки

[l-e-o-n-a-r-d-o]

точки линейки в одну точку на фотоприемник(причем очень чувствительный), дальше следим за изменениями напряжения на фотодиоде, и анализируем как нравится. удачи!

[NOPROBLEM]

точки линейки в одну точку на фотоприемник(причем очень чувствительный), дальше следим за изменениями напряжения на фотодиоде, и анализируем как нравится. удачи!

Красивая идея! Если известно, что луч движется в одну сторону и с постоянной скоростью, то она позволяет эту среднюю скорость вычислить, измеряя период пульсации фототока.
Позвольте ее слегка доработать: По окружности расположен полосатый экран, с шириной полосок не уже диаметра лазерного пятна, которое бежит по экрану. Цилиндрическая линза (расположеная не за экраном, а под лазером) собирает свет со всего экрана на один фотоприемник.

[l-e-o-n-a-r-d-o]

можно и так. еще хотел добавить, что если экран (линейку) сделать не просто полосатой, а такой как я говорил, то можно и определить координату пучка на линейке, тоесть угол, и т.п. по уровню амплитуды на фотоприемнике. Тогда будем иметь однозначную зависимость амплитуды от положения, что тоже очень интересно. удачи

[NOPROBLEM]

тоесть угол, и т.п. по уровню амплитуды на фотоприемнике

Измерения, основаные на анализе одного энергетического параметра(потока, мощности, силы звука и т.д.) обладают довольно низкой точностью. В серьезных применениях их практически всегда стараются заменить параметрами типа соотношения амплитуд или, например, частота пульсаций. В этом случае на результаты измерения не влияют ни чувствительность датчика, ни поглощение в среде, ни какой другой фактор, влияющий на значение зафиксированного энергетического параметра.

[l-e-o-n-a-r-d-o]

И с этим согласен. Естественно что для точного определения нужны другие методы(например та же веб камера), но зато такой способ можно сделать "на колене", я поэтому и написал что нужен чувствительный датчик. Надо будет учесть инерционность фотодиода, монохроматичность лазера и кучу других параметров.
Соотношение амплитуд? Ктоже мешает поставить еще один датчик, свет на который попадает сразу после

[l-e-o-n-a-r-d-o]

после призмы, тогда будем сравнивать 2 сигнала: эталонный и отраженный. вот так будет намного точнее. Все зависит от требований и прибору. Если только скорость мерить, тогда однозначно полосатый экран ( или линейка). И вообще, наиболее логично было бы измерять поворот платформы а не ход луча.

[NOPROBLEM]

И вообще, наиболее логично было бы измерять поворот платформы а не ход луча.

Подозреваю, что платформа там неподвижна, а поворот луча есть следствие его взаимодействия с какими-то процессами в среде, типа турбулентностей или еще чего
Иначе бы поставить оптический энкодер и все дела
Кстати, в развитие своей конструкции. Если экран с полосками сделать в виде кругового цилиндра и вращать его с постоянной скоростью вокруг оси вращения луча, то можно будет фиксировать любые скорости с применением стандартных методов измерения разности частот...