Warum funktionieren Entfernungsmesser?

Hallo alle zusammen,

letzten bin ich auf ein mir noch unbekanntes Phänomen gestoßen.
Ich denke viele von euch kennen diese Laser-Entfernungsmesser von BOSCH (http://www.bosch-pt.de/boptocs2-de/Handwerk-Industri…), die man oft auf dem Bau braucht und außerdem in jedem Baumarkt findet.
Bei geraden Wänden kann durch die Lichtgeschwindigkeit und die vergangene Zeit die Entfernung exakt bestimmt werden.
Aber das Gerät funktioniert selbst bei Spiegeln und schiefen Wänden.
Mein Problem ist: Warum erkennt das Gerät den Laserstrahl trotzdem noch, wenn man es schief gegen eine Wand hält, obwohl der Laserstrahl doch aufgrund von Reflexionsgesetzen am Sensor vorbeischiesen müsste.

Vielen Dank für Eure Hilfe!

Hallo,

Bei geraden Wänden kann durch die Lichtgeschwindigkeit und die
vergangene Zeit die Entfernung exakt bestimmt werden.

Nö, so funktionieren diese Dinger üblicherweise nicht. Die Lichtlaufzeit ist hier im Bereich weniger Nanosekunden. solche kurzen Zeiten kann das Ding gar nicht genau genug messen. Üblicherweise messen diese Geräte die Entfernung über die Phasenverschiebung des reflektierten Lichtes.

Mein Problem ist: Warum erkennt das Gerät den Laserstrahl
trotzdem noch, wenn man es schief gegen eine Wand hält, obwohl
der Laserstrahl doch aufgrund von Reflexionsgesetzen am Sensor
vorbeischiesen müsste.

Bei einer normalen Wand wird das Licht in jede Richtung gestreut, und damit erreicht ein kleiner Teil auch das Messgerät wieder. Beim Spiegel ist es im Prinzip genauso, da siehst du ja auch den Laserpunkt im Spiegel, also muss auch hier das Licht zu dir gelangen (genauso wie zum Messgerät). Beim Spiegel bin ich mir jetzt nur nicht sicher, ob bei der Phasenverschiebung die Distanz zum Spiegel gemessen wird oder die Distanz vom Gerät zum Spiegel zzgl der Strecke vom Spiegel zu der Stelle wo dann der Punkt an der Wand erscheint.

vg,
d.

Beim Spiegel bin ich mir jetzt nur nicht sicher, ob bei der
Phasenverschiebung die Distanz zum Spiegel gemessen wird oder
die Distanz vom Gerät zum Spiegel zzgl der Strecke vom Spiegel
zu der Stelle wo dann der Punkt an der Wand erscheint.

Kann man ganz leicht testen. Entfernungsmesser auf Stativ, Spiegel im 45°Winkel anschießen, Distanz notieren.
Rolle Papier über Spiegel drüber, anschießen Entfernung notieren.

Man wird erkennen ob annähernd das selbe heraus kommt oder mehrere Meter Unterschied entstehen.

Hallo,

Bei geraden Wänden kann durch die Lichtgeschwindigkeit und die
vergangene Zeit die Entfernung exakt bestimmt werden.

Nö, so funktionieren diese Dinger üblicherweise nicht.

doch, diese Handgeräte arbeiten inzwischen tatsächlich
per Laufzeitmessung.

Die Lichtlaufzeit ist hier im Bereich weniger Nanosekunden.solche
kurzen Zeiten kann das Ding gar nicht genau genug messen.

Ach, was sind Nanosekunden. Für Elektroniker ist Poppelkram :wink:

In diesen Dingern sind spezielle Zählerchips drin, die im
zweistelligen Picosekundenbereich auflösen (z.B. 30ps).

Das allein ist eigentlich gar nicht so erstaunlich, da es sich
um triviale Digitaltechnik handelt.
Interessanter ist die Ansteuerung der Laserdioden mit ganz
heftigen Impulsleistungen aber dafür sehr kurzen Impulslängen
(einstelliger ns-Bereich.
Noch viel interessanter ist die analoge Empfangstechnik mit
superschnellen Sensoren (Avalanche-Potodioden). Diese begrenzt
dann auch real die Möglichkeiten der Auflösung.

Ist schon wirklich erstaunlich, was man mit moderner Elektronik
so anfangen kann.

Üblicherweise messen diese Geräte die Entfernung über die Phasenverschiebung des
reflektierten Lichtes.

Laserinterferometer sind wieder eine ganz andere Sache.
Damit kann man keine absoluten Entfernen messen.

Dafür kann man damit Entfernungsdifferenzen mit einer Auflösung
bis zu einem Bruchteil der Wellenlänge bestimmen, was dann
real Auflösung von einigen nm auch bei größeren Wegstrecken
von edlichen Metern ermöglicht (Verhältnisse von Wegstrecke zu
Auflösung/Genauigkeit im Bereich 10Exp-10 bis 10 Exp-12 sind da
locker drin.

Mein Problem ist: Warum erkennt das Gerät den Laserstrahl
trotzdem noch, wenn man es schief gegen eine Wand hält, obwohl
der Laserstrahl doch aufgrund von Reflexionsgesetzen am Sensor
vorbeischiesen müsste.

Bei einer normalen Wand wird das Licht in jede Richtung
gestreut, und damit erreicht ein kleiner Teil auch das
Messgerät wieder.
Beim Spiegel ist es im Prinzip genauso, da siehst du ja auch
den Laserpunkt im Spiegel, also muss auch hier das Licht zu
dir gelangen (genauso wie zum Messgerät).

Naja, wenn ein Spiegel halbwegs sauber ist, dann kommt tatsächlich
weniger Licht zurück, als bei tiefschwarzen Flächen, was das
Messprinzip dann schnell aushebelt, weil der Empfänger
tatsächlich nix mehr sieht.

Wenn man aber über große Entfernungen messen will, nimmt man
spezielles Reflektormaterial, das ähnlich wie Katzenaugen oder
Tripelreflektoren funktioniert.
ftp://anonymous:[email protected]/manuals/scotchlite_7610.pdf
Da kann man mit solchen Handgeräten auch über paar Hundert m
und weiter messen, sofern das Messgerät den Anzeigebereich
noch akzeptiert.
Gruß Uwi

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Hallo,

Nö, so funktionieren diese Dinger üblicherweise nicht.

doch, diese Handgeräte arbeiten inzwischen tatsächlich
per Laufzeitmessung.

OK, wusste ich nicht dass man in den kleinen Dingern inzwischen so genaue Uhren unterbringen kann.

vg,
d.

Bei geraden Wänden kann durch die Lichtgeschwindigkeit und die
vergangene Zeit die Entfernung exakt bestimmt werden.
Aber das Gerät funktioniert selbst bei Spiegeln und schiefen
Wänden.
Mein Problem ist: Warum erkennt das Gerät den Laserstrahl
trotzdem noch, wenn man es schief gegen eine Wand hält, obwohl
der Laserstrahl doch aufgrund von Reflexionsgesetzen am Sensor
vorbeischiesen müsste.

Siehst Du den roten Lichtpunkt? Ja? Dann sieht das Messgerät den auch.

Eine Wand ist kein Spiegel. Das Licht wird diffus in alle Richtungen zurückgeworfen.

Hi Safrael,

das schaff ich auch ohne Stativ, Meterstab und Papier, aber mit pi mal Schnauze :wink:)