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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag September 9, 2010

Laser-Doppler-Distanzsensor mit Phasenauswertung zur Messung von Position und Form rotierender Objekte

Laser Doppler Distance Sensor Using Phase Evaluation for Position and Shape Measurements of Rotating Objects
Philipp Günther, Thorsten Pfister, Lars Büttner and Jürgen Czarske
From the journal tm - Technisches Messen

Zusammenfassung

In diesem Beitrag wird ein neuartiger optischer Sensor vorgestellt, der die gleichzeitige Messung von axialer Position und tangentialer Geschwindigkeit einer sich bewegenden rauen Festkörperoberfläche ermöglicht. Dafür wird ein erweitertes Laser-Doppler-Velozimeter genutzt, bei dem zwei gegeneinander verkippte Interferenzstreifensysteme überlagert werden. Es wird eine Positionsauflösung von 280 nm an rauen Festkörperoberflächen erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Messtechniken, wie der Triangulation, ist diese Positionsauflösung unabhängig von der Geschwindigkeit des Messobjektes. Dadurch ermöglicht dieser Sensor die präzise Positions- und Formbestimmung von schnell drehenden Objekten.

Abstract

In this article we present a novel optical sensor which allows the simultaneous measurement of axial position and tangential velocity of moving solid state objects. An extended laser Doppler velocimeter setup is used where two interference fringe systems are superposed at a slight tilt. The phase laser Doppler distance sensor achieves a position resolution of 280 nm on rough solid surfaces. In contrast to conventional measurement techniques, such as triangulation, the position uncertainty is independent of the lateral surface velocity. This feature enables precise distance and shape measurements on fast rotating solid state surfaces.


* Correspondence address: Technische Universität Dresden, Professur für Mess- und Prüftechnik, Institut für, Helmholtzstraße 18, 01069 Dresden,

Published Online: 2010-09-09
Published in Print: 2010-09

© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, Dresden, Germany