Abstandssensor mit linearem Analog-Ausgangssignal gesucht

**win** · 15.03.2007, 15:08

Hallo,

ich muss als erstes gestehen, dass ich keinen Roboter bauen möchte, sondern für Fahrdynamikmessungen an Kraftfahrzeugen Abstandssensoren suche, um das Nicken und Wanken in Abhängigkeit der einwirkenden Beschleunigungen zu messen. Da mich direkt die Veränderung des Abstands zwischen Fahrzeug und Straße interessiert, kommen Neigungssensoren nicht in Frage.

Zum Messen habe ich einen Datenlogger, der mit 100 Hz misst. Daran kann ich verschiedene Sensoren anschließen, die entweder mit 5 oder 12V Versorgungs- bzw. Referenzspannung arbeiten.
Ich habe das Ganze bereits mit den allseits beliebten Sharp-Sensoren aufgebaut. Die nicht-lineare Kennlinie ist nur wirklich ein Problem.

Man kann die Werte zwar relativ leicht umrechnen. Das Problem ist aber, dass man die Sensoren stets sehr genau am Fahrzeug anbringen muss, wenn man immer mit der gleichen Korrekturfunktion arbeiten möchte. Da die Sensoren möglichst schnell und einfach an verschiedensten Fahrzeugen angebracht werden sollen, ist das eher suboptimal.

Darum Suche ich (günstige) Sensoren mit linearer Kennlinie, die mir zudem (möglichst) ein analoges Signal liefern.

Wer kann mir da weiterhelfen?

**Manf** · 15.03.2007, 15:14

Bei:
http://www.waycon.de/applikation.html
gibt es
http://www.waycon.de/lasersensor.html
LAS-Lasersensoren decken Messbereiche von 20 bis 800 mm
ab. Mit Hilfe des integrierten Mikrocontrollers liefern sie ein
präzises Ausgangssignal, das proportional zur gemessenen
Distanz ist. Es wird keine externe Auswerteinheit benötigt.

auch:
Niveau, Federweg System: LVDT, Ultraschall, Seilzug
Was zum Teil eben über den Federweg gemessen wird, nicht immer zur Straße.

**win** · 15.03.2007, 16:51

Hallo,

besten Dank. Dort werde ich mal anfragen, aber irgendwie machen die Sensoren einen (beinahe) unbezahlbaren Eindruck

**Manf** · 15.03.2007, 16:53

Die Preise stehen dabei, das ist sicher schon mal ein Vorteil bei der Firma.

Die Preise selbst sind in etwa vergleichbar, nur erhält man eben für den Preis entweder einen Sharp Sensor mit analogem Ausgang oder bei dem industiellen System ein Verlängerungskabel.

**uwegw** · 15.03.2007, 18:31

Ich versteh noch nicht so ganz, wo das Problem mit der Kennlinie der Sharps liegt. Du hast deine Umrechnungsfunktion, entweder Tabelle oder direkt ausrechnen, und erhälst so den Bodenabstand in cm. Genau wie bei Sensoren mit linearem Ausgang.

**win** · 15.03.2007, 19:49

@Manf:
Bis soweit unten, wo die Preise stehen, war ich noch nicht gekommen. Ist ja auch wirklich nett, aber sehr unüblich, dass die dort stehen.

@uwegw:
Das Problem bei den Sharp-Sensoren war/ist bei meiner Anwendung, dass ich bislang versucht habe, möglichst im steilen Bereich der Kennlinie zu arbeiten, also bei möglichst großem delta U/s. Dabei besteht die Gefahr, dass man in den Bereich gelangt, wo die Kennlinie "umkippt".
Das nächste Problem war vielleicht tatsächlich hausgemacht. Mich interessieren immer "nur" die Höhenänderungen, gehe also von einem Nullpunkt aus. Dafür habe ich den Spannungswert in mm umgerecht und meine Ausgangshöhe davon abgezogen. Darum musste ich die Ausgangshöhe immer sehr genau einhalten oder aber eben genau ausmessen. Das Problem könnte man vielleicht mit einer Nulllagenmessung lösen, die man der dynamischen Messung voranstellt oder am Ende am besten (oder besser nicht...?) nochmal macht.

Gruß von Markus

P.S.: Schöne Smilies gibt's hier

**uwegw** · 15.03.2007, 21:07

Das "umkippen" müsste dadurch verhindert werden, dass die Sensoren weit genug oben montiert werden, sodass eher das Auto aufsetzen würde als dass der Sensor Mist misst. Hattest du an einen GP2D12 gedacht? Dann nimm vielleicht stattdessen den GP2D120, der misst von 4 bis 30cm (notfalls auch bis 40cm). Dürfte besser zu deiner Anwendung passen.

Die Nullpuktkalibrierung müsstest du bei nem Lasersensor auch durchführen, wenn du die Sensorik an verschiedenen Fahrzeugen an unterschiedlichen Stellen anbringst.

**win** · 16.03.2007, 06:28

Ja, bislang habe ich mit den GP2D12 gemessen. Ein bisschen "Sicherheits"-Abstand zum Boden brauche ich auch, falls man mal einer Bordsteinkante o. ä. zu nahe kommt. Die GP2D120 sind da nicht so geeignet.

Die Sharp-Sensoren haben aber auch noch einen Nachteil, den man bemerkt, wenn man das Ausgangssignal mit einem Oszilloskop betrachtet. Und zwar ist dem Signal eine Art Sägezahn überlagert, der das Signal umgerechnet um ein paar Millimeter verfälscht. Das ist nicht so schön. Die Frequenz weiß ich nicht mehr, aber ich meine, das wäre so im Bereich um 5 bis 10 Hz oder so.
Zumindest war das bei meinen Sensoren so. Vielleicht hätte man dieses Störsignal irgendwie herausfiltern können, aber dafür reichen meine Fähigkeiten nicht. Bei meinen Versuchen ist immer das Ansprechverhalten zu träge geworden, wenn ich das so beschreiben kann.

**Manf** · 16.03.2007, 06:59

Die Messrate liegt bei 25Hz.
https://www.roboternetz.de/phpBB2/ze...?p=78828#78828
Die Einzelimpulse der Lichtquelle kommen etwa mit 1kHz und sind recht kräftig. Ein Blocken der Versorgungsspannung mit einem Elko nahe am Sensor könnte helfen.
Manfred