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Verifizierung und Optimierung eines konfokalen Messsystems zur Abstandmessung

Krakert, Christian (2006):
Verifizierung und Optimierung eines konfokalen Messsystems zur Abstandmessung.
Technische Universität Darmstadt, [Seminar paper (Midterm)]

Abstract

Zusammenfassung:

In dieser Studienarbeit soll das Prinzip der chromatischen, konfokalen Abstandsmessung optimiert und ein bestehender Prototyp verifiziert werden.

Besonderer Wert wird auf die Vergrößerung des Messbereichs von 3,2 mm auf 4 mm gelegt.

Es werden alle Teilprobleme der chromatischen, konfokalen Abstandsmessung definiert und theoretisch gelöst. Ausführlich wird das Teilproblem "Dispersion“ betrachtet, da dieses für die Größe des Messbereichs verantwortlich ist. Die analytische Berechnung zeigt, dass ein Messbereich von 4 mm mit der im Prototyp bestehenden Linse erzeugt werden kann.

Es werden Konzepte zur Anordnung der optischen Komponenten des konfokalen Messsystems gesucht. Zur näheren Untersuchung wird eine optische Simulation mit ASAP (Ray Tracing, nicht sequentiell) durchgeführt.

Messreihen an dem bestehenden Prototyp zeigen das Verhalten dieses Messsystems bei veränderten Rahmenbedingungen. Es werden unerwartete Effekte deutlich, die Aufschluss darüber geben, welche Komponenten des bestehenden Prototyp verbessert werden müssen. Ein Effekt ist zum Beispiel, dass die charakteristischen Verläufe bei kleinen Wellenlängen schmaler sind, als die Verläufe bei größeren Wellenlängen.

Die Simulation in ASAP hilft, die in den Messreihen ersichtlichen Phänomene zu erklären. So wird erkannt, dass die sphärische Aberration am Prototyp eine wesentliche Rolle spielt und die charakteristischen Verläufe verbreitert. Eine Simulation der Abstandsmessung unter realen Bedingungen zeigt den Konflikt zwischen dem zu großen Strahlungsfluss auf dem Auge, zu dem sehr geringen Strahlungsfluss auf dem Detektor.

Item Type: Seminar paper (Midterm)
Erschienen: 2006
Creators: Krakert, Christian
Title: Verifizierung und Optimierung eines konfokalen Messsystems zur Abstandmessung
Language: German
Abstract:

Zusammenfassung:

In dieser Studienarbeit soll das Prinzip der chromatischen, konfokalen Abstandsmessung optimiert und ein bestehender Prototyp verifiziert werden.

Besonderer Wert wird auf die Vergrößerung des Messbereichs von 3,2 mm auf 4 mm gelegt.

Es werden alle Teilprobleme der chromatischen, konfokalen Abstandsmessung definiert und theoretisch gelöst. Ausführlich wird das Teilproblem "Dispersion“ betrachtet, da dieses für die Größe des Messbereichs verantwortlich ist. Die analytische Berechnung zeigt, dass ein Messbereich von 4 mm mit der im Prototyp bestehenden Linse erzeugt werden kann.

Es werden Konzepte zur Anordnung der optischen Komponenten des konfokalen Messsystems gesucht. Zur näheren Untersuchung wird eine optische Simulation mit ASAP (Ray Tracing, nicht sequentiell) durchgeführt.

Messreihen an dem bestehenden Prototyp zeigen das Verhalten dieses Messsystems bei veränderten Rahmenbedingungen. Es werden unerwartete Effekte deutlich, die Aufschluss darüber geben, welche Komponenten des bestehenden Prototyp verbessert werden müssen. Ein Effekt ist zum Beispiel, dass die charakteristischen Verläufe bei kleinen Wellenlängen schmaler sind, als die Verläufe bei größeren Wellenlängen.

Die Simulation in ASAP hilft, die in den Messreihen ersichtlichen Phänomene zu erklären. So wird erkannt, dass die sphärische Aberration am Prototyp eine wesentliche Rolle spielt und die charakteristischen Verläufe verbreitert. Eine Simulation der Abstandsmessung unter realen Bedingungen zeigt den Konflikt zwischen dem zu großen Strahlungsfluss auf dem Auge, zu dem sehr geringen Strahlungsfluss auf dem Detektor.

Uncontrolled Keywords: Elektromechanische Konstruktionen, Mikro- und Feinwerktechnik, Abstandsmessung optisch, Dispersion, Simulationsprogramm ASAP
Divisions: 18 Department of Electrical Engineering and Information Technology
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design
18 Department of Electrical Engineering and Information Technology > Institute for Electromechanical Design > Measurement and Sensor Technology
Date Deposited: 31 Aug 2011 10:16
Additional Information:

EMK-spezifische Daten:

Lagerort Dokument: Archiv EMK, Kontakt über Sekretariate,

Bibliotheks-Sigel: 17/24 EMKS 1608

Art der Arbeit: Studienarbeit

Beginn Datum: 05-12-2005

Ende Datum: 18-04-2006

Querverweis: keiner

Studiengang: Elektrotechnik und Informationstechnik (ETiT)

Vertiefungsrichtung: Mikro- und Feinwerktechnik (MFT)

Abschluss: Diplom (MFT)

Identification Number: 17/24 EMKS 1608
Referees: Weber, Dipl.-Ing. Thomas and Werthschützky, Prof. Dr.- Roland
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