Rotierender optischer Positions- und Winkelsensor

Abstract

This work presents a sensor which is able to measure the height and the angle of the reference point of the sensor in respect to a laser reference. This is done by measuring the time between laser pulses and a hall sensor as a reference. Also, the implementation of the measurement failure handling in hardware and software is discussed. With the presented sensor a standard deviation of 0.131 mm at a measurement range of ±92 mm can be achieved. The maximum deviation of the mean values of the different measurement methods is 0.393 mm. If there is no need for a high bandwidth of the sensor, these values can be further decreased by calculating average values of the measurement signal.

In dieser Arbeit wird ein Sensorprinzip vorgestellt, welches die Höhe und den Winkel des Referenzpunkts des Sensors in Bezug auf eine Laserreferenz optisch messen kann. Dies wird durch eine Zeitmessung zwischen den Laserimpulsen und einem Hallimpuls als Referenz erreicht. Es werden Hard- und Softwaremaßnahmen zur Erkennung und Unterdrückung von Störungen vorgestellt und implementiert. Mit dem Sensorprinzip kann eine Standardabweichung von 0,131 mm bei einem Messbereich von ±92 mm erreicht werden, wobei sich die Mittelwerte der unterschiedlichen Messmethoden um max. 0,393 mm unterscheiden. Bei geringer Anforderung an die Messfrequenz des Sensors können diese Werte durch Mittelwertbildung noch weiter verbessert werden.