https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?action=history&feed=atom&title=PhasenschiebeverfahrenPhasenschiebeverfahren - Versionsgeschichte2026-06-11T01:59:01ZVersionsgeschichte dieser Seite in Wikipedia (Deutsch) – Lokale KopieMediaWiki 1.43.8https://wiki-de.moshellshocker.dns64.de/index.php?title=Phasenschiebeverfahren&diff=304948&oldid=previmported>Bautsch: /* Verwendung */ Ergänzungen2026-03-27T09:44:27Z<p><span class="autocomment">Verwendung: </span> Ergänzungen</p>
<p><b>Neue Seite</b></p><div>{{Lückenhaft| Unklare Formulierung. Siehe Diskussion.}}<br />
<br />
Das '''Phasenschiebeverfahren''' ({{EnS|''Phase Shifting''}}) ist ein Messverfahren, um die [[Phase (Schwingung)|Phasenlage]] eines modulierten Signals durch punktweise Intensitätsmessungen zu bestimmen. Beim '''Heterodynphasenschieben''' werden mehrere verschiedene Wellenlängen eingesetzt, um den Eindeutigkeitsbereich über einer Periode hinaus zu erweitern. Phasenschieben wird in der optischen [[Interferometrie]] und der [[Streifenprojektion]]smesstechnik sowie in der [[Elektronik]] eingesetzt.<br />
<br />
== Prinzip ==<br />
Die Phasenlage des Signals wird mindestens zweimal um einen bekannten Wert (räumlich oder zeitlich) verschoben, während an einem Punkt die Intensität gemessen wird. Aus drei oder mehr Messwerten kann die Phasenlage berechnet werden. Bei mehr als drei Messwerten kann eine Fehlerkorrektur durch Plausibilitätsprüfung und/oder eine Signalverbesserung durch Mittelwertbildung erreicht werden.<br />
<br />
== Beispiel ==<br />
[[Datei:Phasenschieben.png|hochkant=1.5|mini|Beispiel zum Phasenschieben mit vier Stufen und <math>\pi / 2</math> Phasenwinkel.]]<br />
Bei einer idealen Anordnung genügen die gemessenen Intensitätswerte <math>p_i</math> für die Phasenposition <math>i</math> der folgenden Formel:<br />
<br />
:<math>p_i = O + A\cdot\sin (\varphi+i\Delta\varphi)</math><br />
<br />
Dabei ist <math>O</math> der Intensitätsoffset, <math>A</math> die [[Amplitude]] des Signals, <math>\varphi</math> der gesuchte Phasenwert und <math>\Delta\varphi</math> die Phasenverschiebung je Stufe.<br />
<br />
Für ein Phasenschiebeverfahren mit vier Stufen und <math>\Delta\varphi=\pi/2</math> lautet die Berechnungsformel für die Phase:<br />
<br />
:<math>\cot\varphi = \frac{p_3-p_1}{p_2-p_0}</math><br />
<br />
== Eindeutigkeit ==<br />
Die Phasenmessung ist bei Verwendung einer Wellenlänge nur ''innerhalb einer Periode eindeutig''. Für eine ''absolute Phasenmessung'' eignet sich das ''Heterodynphasenschieben'' (s. auch [[Heterodynempfänger]]) das mit mehreren Wellenlängen arbeitet. Der Eindeutigkeitsbereich entspricht dann der Wellenlänge der [[Schwebung]]. Damit die Eindeutigkeit über Periodengrenzen hinweg möglich ist, werden [[Unwrapping]]-Verfahren eingesetzt. Bedingt durch die Einschränkung des Arctan können dabei Phasensprünge bis π bzw. λ/2 detektiert werden.<br />
== Technische Umsetzung ==<br />
Die Umsetzung erfolgt in den verschiedenen Anwendungsbereichen mit unterschiedlichen Techniken. Grundsätzlich kann die Messung integrierend während des Schiebens (engl. ''phase shifting'') oder in Ruhe bei konstanter Phasenverschiebung (engl. ''phase stepping'') erfolgen. Die Auswertung unterscheidet sich dabei nur unwesentlich.<br />
<br />
=== Interferometrie ===<br />
In der [[Interferometrie]] erzeugt man die ''Phasenverschiebung'' durch Verschieben der ''Referenzwelle'' gegenüber der ''Objektwelle''. Dabei entsteht eine Überlagerung, welche messbar durch die unterschiedlichen Intensitätswerte ist. Der Verlauf dieser kann als Schwingung dargestellt werden.<br />
<br />
=== Streifenprojektion ===<br />
Bei der [[Streifenprojektion]] wird entweder ein Dia im [[Projektor]] oder ein Element im [[Abbildungsstrahlengang]] verschoben oder bei programmierbaren Systemen wie [[Digital Micromirror Device|DMD-Projektoren]] (Digital Micromirror Device) ein entsprechend verschobenes Bild projiziert.<br />
<br />
== Verwendung ==<br />
Phasenschiebeverfahren finden mit Hilfe der [[Weißlichtinterferometrie]] in [[Optomechatronik|optomechatronischen]] Systemen als [[bildgebendes Verfahren]] für Materialoberflächen Verwendung. Diese können zur [[Qualitätssicherung]] genutzt werden, wie zum Beispiel von Schweißnähten.<br />
<br />
== Literatur ==<br />
* P. Carré: ''Installation et utilisation du comparateur photoélectrique et interférentiel du bureau international des poids et mesures.'' Metrologica 2(1), S. 13–23, 1966<br />
* K. Creath: ''Comparison of phase-measurement algorithms.'' Surface characterization and testing 680, S. 19–28, 1986<br />
* G. Wiora: ''Optische 3D-Messtechnik: Präzise Gestaltvermessung mit einem erweiterten Streifenprojektionsverfahren.'' Dissertation, Kap. 4.3, S. 67ff, Universitätsbibliothek Heidelberg, 2001 ([https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/1808/ online])<br />
<br />
[[Kategorie:Nachrichtentechnik]]<br />
[[Kategorie:Optische Messtechnik]]<br />
[[Kategorie:Elektrische Messtechnik]]<br />
[[Kategorie:Interferometrie]]<br />
[[Kategorie:Optomechatronik]]</div>imported>Bautsch