Ищете точный и быстрый обновляющийся датчик дальности действия

Question

Ищете точный и быстрый обновляющийся датчик дальности действия

sensors

Мне нужно купить датчик расстояния, который будет закреплен на месте и использоваться для определения расстояния до вершины довольно быстро движущегося поршня вдоль осевого направления в соответствии с датчиком. Верхняя часть поршня может быть покрыта любым материалом, который лучше всего подходит для точности датчика, и при необходимости весь аппарат может работать в темноте. Расстояние будет варьироваться от 50 мм до 500 мм. Измерение положения должно иметь диапазон точности менее 1,5 мм. Частота обновления должна быть 1000 Гц или больше (то есть обновление происходит каждые 1 мс или быстрее).

Я вижу, что есть много вариантов для меня по высокой цене, но я ограничиваю свой бюджет до 500 долларов и ниже в течение следующих нескольких дней, пока буду исследовать больше. Однако это не значит, что я не потрачу все необходимое. На данный момент я не видел ничего приемлемого по этой цене, но трудно сказать наверняка, так как многие компании не публикуют цены на эти типы датчиков.

Я с удовольствием объясню подробнее о реализации, если это необходимо, но до тех пор ...

Большое спасибо, что нашли время помочь! Джон

@John Ahearn, 👍3

Обсуждение

Ни одно из этих рассуждений не имеет никакого реального отношения к данному вопросу. Я перевожу его в чат., @Majenko

Комментарии не предназначены для расширенного обсуждения; этот разговор был [перенесен в другое место]. chat](https://chat.stackexchange.com/rooms/124849/discussion-on-question-by-john-ahearn-looking-for-an-accurate-and-fast-updating)., @Majenko

что движет поршнем? ... есть ли возможность измерить движение какой-то другой части устройства и рассчитать положение поршня?, @jsotola

магнитные поля перемещают магниты в поршне. поршень прикреплен к длинному штоку. я использую его в качестве датчика для обнаружения движения поршня. да, я бы предпочел измерять сопротивление вдоль линейного банка. однако, поскольку точность играет ключевую роль, мне нужно было бы решить проблемы, связанные с переменной паразитной емкостью, а также с удельным сопротивлением при изменении температуры wrt. или я мог бы изо всех сил попытаться вычислить положение с помощью акселерометра, но там есть и более крупные неизвестные. в любом случае, я не понимаю, почему лазерные датчики должны быть такими дорогими. но они существуют потому, что за них платит промышленность., @John Ahearn

вот идея, которую я хотел бы успеть реализовать: на каждом миллиметре вдоль стержня может быть ряд 1 и 0, которые представляют собой значение расстояния. если бы у меня было что-то, что могло бы читать это каждые 0,5 мс ... но я все равно думаю, что это будет либо медленно, либо неточно. наверное, слишком медленно., @John Ahearn

Если вы не нашли нужного вам ответа @John Ahearn, возможно, пришло время отступить. Например, соединен ли поршень с коленчатым валом? Возможно, будет проще измерить вращение коленчатого вала, чем положение поршня. Существует множество способов сделать это, так как существует множество датчиков вращения для серводвигателей. На самом деле, я держу пари, что это товарный рынок, где масштабы производства в вашу пользу., @st2000

Вы сказали: "мог бы читать это каждые 0,5 мс ... я все еще думаю, что это было бы либо медленно, либо неточно, хотя. наверное, слишком медленно". Еще раз, сделайте шаг назад. Что вам действительно нужно? Почему вы не можете использовать программное обеспечение для интерполяции положения поршня за 0,5 мс, скажем, из образцов, взятых за 2 мс? И если линейная интерполяция недостаточно точна, вы можете подогнать ее под кривую. Кроме того, является ли это повторяющимся событием? Если это так, попробуйте несколько повторяющихся событий и немного сдвиньте фазы, каждый раз создавая почти непрерывное представление положения поршня через определенное время., @st2000

Спасибо за вклад. Я обнаружил, что это проблема с аналогичными форумами и комментариями: я ограничен рекомендациями и отношением респондентов, а затем дерьмом "любой знает тему и хочет помочь". В результате получается, что я либо слишком подробен, либо недостаточно подробен. Мой пост-это результат "отступления", по крайней мере, 4 раза. Я очень подробно разбираюсь в своем оборудовании, требованиях и *большинстве* предложений продуктов. Я разместил здесь то, что мне кажется точкой на вопросе, ожидающим ответа от нужного человека. У меня есть варианты, как уже упоминалось. Нет необходимости в дополнительном анализе. Просто составление бюджета., @John Ahearn

В настоящее время я рассматриваю продукт Wenglor OPT20XX, который будет стоить около 750 долларов после доставки. Это сработает как заклинание. Даже перебор. Я ищу что-то похожее, что дешевле. Я не уверен, что можно разместить ссылку здесь, и я устал от того, что меня критикуют и/или критикуют без причины, поэтому я не буду рисковать, публикуя ее. Продукт-Wenglor OPT2003, и при необходимости мне придется раскошелиться на 250 долларов больше, чем я хочу., @John Ahearn

И нет, я не знал этого продукта до вчерашнего дня. 750 долларов меньше от гораздо более дорогих предложений, которые я исследовал., @John Ahearn

Если что-то не работает и вообще не является хорошим решением, даже если бы это было так. На это есть много причин., @John Ahearn

кстати, линейная интерполяция по выборкам 2 мс была бы наихудшим сценарием. Я вообще не вижу причин, по которым мне пришлось бы довольствоваться этим, когда я готов потратить 500 долларов. напоминает мне старую строчку из "Звездного пути": Спок, который пытался "построить мнемоническую схему памяти, используя каменные ножи и медвежьи шкуры". Разница в том, что мне не нужны каменные ножи и медвежьи шкуры., @John Ahearn

Что касается Примечания 2: Как насчет использования вашего любимого текстового процессора для создания градиентного фона длиной 300 мм, затем распечатайте его на фотобумаге с помощью принтера, а затем приклейте лентой к стержню?, @tim

вы имеете в виду печатную поверхность для градиента отражательной способности? какой материал отражает свет?, @John Ahearn

я бы беспокоился о шуме. ложное отражение., @John Ahearn

1 ответ

@*fred_dot_u* · Answer 1 · 2021-05-30 01:37-00:00

Внутри струйного принтера я обнаружил прозрачную пластиковую полоску с фотогравированными (рыхлыми приближенными) линиями, перпендикулярными длине полосы. Эта полоска проходит через оптическую пару, одна сторона светится, другая читает. Полоска тянется по всей ширине принтера, и, если я правильно помню, считывающий модуль находится на каретке печатающей головки. Учтите, что многие принтеры описываются как 600 точек на дюйм, что создаст разрешение на полосе 1/600" / 0,04 мм.

Кроме того, я обнаружил круглые пластиковые энкодеры, на которых кольца черного/прозрачного чередовали количество сегментов с каждым расширяющимся кольцом. То есть первое кольцо было наполовину черным, наполовину прозрачным. Следующее кольцо было 1/4 черно-белого чередования, следующее-8 сегментов, затем 16 и т.д.

Это требовало считывателя для каждого кольца, но обеспечивало абсолютную ссылку, а не относительную, как в случае с линейной полосой. Можно было бы создать линейную полосу, которая работала бы подобным образом. Один уровень будет наполовину черным, наполовину прозрачным, следующий слой будет на 1/4 черным/прозрачным и т.д.

binary scale image

Требование к 500 мм укладывается в двоичное значение 512, которое потребовало бы 9 полос и обеспечило бы точность, отмеченную в посте.

Аспект, на который я не могу ответить, - это скорость кодирования, хотя я подозреваю, что любая конструкция, основанная на оптическом считывателе, может быть оптимизирована для работы.

Я нашел статью по адресу rp-photonics.com

Когда свет дифрагирует на бегущей преломляющей решетке в акустооптическом модуляторе, дифрагированный свет испытывает сдвиг оптической частоты, который плюс или минус акустическая (или приводная) частота. Этот эффект (который можно интерпретировать как доплеровский сдвиг) эксплуатируется в акустооптических преобразователях частоты.

Частоты возбуждения обычно составляют от нескольких десятков до сотен мегагерц, редко более 1 ГГц. Результирующее изменение оптической длины волны довольно мало. Для больших частотных сдвигов или для реализации очень малых частотных сдвигов (например, всего несколько МГц) можно каскадировать два или более устройств. Также можно использовать двойной проход через одно устройство, чтобы получить двукратный сдвиг частоты.

Прочитав этот отрывок, я думаю, что длинная полоска в струйном принтере-это бегущая решетка показателя преломления. Мне и в голову не приходило, что простую оптическую пару можно заменить маломощным лазером. Это обеспечило бы еще лучшее разрешение.

Если ваш проект позволяет прикрепить к поршню полоску достаточной длины с гарантией того, что она не прогнется при ускорении и не заклинит датчик, вы, вероятно, заставите его работать.

Но подождите, это еще не все. Я могу представить себе, как шток на поршне попеременно то скрывает, то обнажает цифровую конструкцию, которая постоянно сканируется лазером. Это уменьшает количество деталей, находящихся в тесном контакте, и, возможно, движущуюся массу.