Hoe kan ik beweging op kleine schaal meten met een elektronische component?

Ik ben bezig met een project waarbij de afstand tussen twee pinnen die nominaal 3-5 cm uit elkaar liggen, wordt gemeten. Deze pennen kunnen in beide richtingen tot 1 cm bewegen. Ik moet de afstand tussen de pinnen meten, die tot op ongeveer 500 μm nauwkeurig is.

Momenteel nemen we één keer per dag een meting met behulp van passers en registreren we de afstand handmatig, maar ik moet het proces automatiseren.

Update (2012-02-21)

Oké, ik dacht dat de details over de implementatie onbelangrijk waren, maar zoals veel mensen om meer details vragen, gaat het hier. We willen het openen en sluiten van een spleet in een bakstenen muur in de loop van een jaar of meer meten. We boren momenteel gaten en steken twee metalen pinnen in de muur aan weerskanten van de spleet en nemen de metingen tussen de twee pinnen. Zolang we het openen en sluiten van de barst in de loop van de tijd kunnen meten, is de implementatie onbelangrijk.

3
Ik zie heel veel heel korte antwoorden op deze vraag die allemaal gewoon als brainstormen klinken. Misschien is deze vraag meer een brainstormvraag en zou het beter zijn om te chatten. Zo niet, dan misschien een community-wiki.
toegevoegd de auteur Binarytales, de bron
@Kellenjb - Uitstekende observatie. Ik heb echter nog steeds hoop dat dit kan worden gered. Ik heb een bericht toegevoegd, de opmerkingen opgeschoond en een deel van de informatie in de vraag opgenomen. Ik zie liever dat dit een goed antwoord krijgt met een vergelijking van methoden voor afstandsmeting dan het te verbieden naar een of andere gemeenschapswiki die abberatie brainstormt.
toegevoegd de auteur Orangecrush, de bron
"Klein" is voor handzwaaien, niet voor engineering. En 0,05 cm is echt een dwaze eenheid. Je kunt ons net zo goed vertellen wat je nodig hebt in microworthlongs. In engineering zorgen we ervoor dat er 1-3 cijfers over zijn van het punt en passen de x1000-multiplier dienovereenkomstig aan. 0,05 cm is een halve mm of meer correct geplaatst, 500 μm. Dat zijn ongeveer 2,5 micro-stadiën, maar ik raad het niet aan om het op die manier te zeggen.
toegevoegd de auteur Olin Lathrop, de bron
@Kellenjb: Wat kun je nog meer doen zonder echte informatie? Wat zijn deze 'pin'-dingen? Kunnen ze mechanisch worden bevestigd? Hoeveel kracht is toegestaan? Wat is het algemene doel?
toegevoegd de auteur Olin Lathrop, de bron
Weet niet zeker of dit voldoet aan de budget- of langetermijnmechanische vereisten, maar probeer een zoekopdracht op het web op "wire draw encoder".
toegevoegd de auteur The Photon, de bron

5 antwoord

Een trillende draadomvormer kan dit proces automatiseren. http://www.slopeindicator.com/instruments/jmeter-crack.html

Ze zijn duur, maar het kan u een idee geven over hoe u uw eigen kunt bouwen. Het uitdagende gedeelte is kalibratie.

2
toegevoegd

Dit klinkt als een klus voor een LVDT (lineaire variabele differentiaaltransformator). Dit zijn transducers die kleine absolute verplaatsingen van een bepaalde nominale positie meten. Meestal is de totale beweging vrij klein, zoals een mm of twee, maar dat is blijkbaar alles wat je nodig hebt. Er zijn ook speciale fiches om deze dingen te rijden en de positie-informatie te extraheren. Ik weet dat Analog Devices er een paar maakt, en er zijn waarschijnlijk ook anderen.

Toegevoegd:

Een van de redenen dat LVDT bij hem opkwam, is dat ze een absolute positie voelen. Een strain-guage-systeem zou kunnen werken, maar die hebben meestal een aanzienlijke drift. Vermogen zou geen probleem moeten zijn, omdat het slechts eenmaal per dag slechts een korte tijd opgestart hoeft te worden.

"LVDT" is een standaardterm in de branche, dus u kunt veel dingen over deze apparaten te weten komen. hier is bijvoorbeeld één pagina die ik heb gevonden door te zoeken op "LVDT positiesensor".

1
toegevoegd

Ik weet niet zeker of dit aan uw budget of mechanische vereisten voor de lange termijn zal voldoen, maar probeer een zoekopdracht op het web op "wire draw encoder".

Dit is een draad die uit een mechanisme trekt om een ​​lengte te meten. Wanneer de draad wordt uitgetrokken, kan het mechanisme een analoge spanning produceren die evenredig is met de teruggetrokken lengte of een digitaal signaal. Het digitale signaal is waarschijnlijk beter voor uw gebruik. Dit zendt een puls uit voor elke lengte draad die wordt teruggetrokken (zeg elke 1/10 of 1/20 mm).

Wire-draw-encoders zijn blijkbaar beschikbaar met een resolutie tot 50 micron bij een lengte van maximaal 5 meter. Totale nauwkeurigheid wordt gespecificeerd als een percentage (zoals 0,05%) van de gemeten lengte, waarschijnlijk beperkt door thermische uitzetting van de draad zelf. In elk geval is de resolutie waarschijnlijk belangrijker dan de algehele nauwkeurigheid van uw toepassing, tenzij uw muur zich op een locatie bevindt die onderhevig is aan grote temperatuurschommelingen.

1
toegevoegd

You say you are using calipers manually. Can you attach anything to the pins? If so, could you use two electronic dial indicators with serial data output? They will handle the resolution you need. They are typically spring-loaded so the probe will move back and forth with the pin. Here's an example

1
toegevoegd

Als je ze met elkaar kunt verbinden, zou zoiets als een rekstrookje kunnen werken: het is een variabele weerstand die zijn waarde verhoogt als hij wordt belast; vereist echter een mechanische verbinding en geeft zeer kleine signalen met een enorme algemene modus; Brugcircuits van Wheatstone met differentiële versterker (InAmp zijn beter) worden meestal gebruikt.

Een andere manier zou kunnen zijn het meten van de capacitieve koppeling tussen de twee pennen: maar de haalbaarheid hangt af van de vorm en afstand van de pennen, evenals van de signalen zelf in de pennen.

Bijwerken

Ik heb uw aanvullende informatie gelezen en ik denk dat beide rekstrookjes en LVDT kunnen werken (merk op dat u differentieel moet meten, dit is goed). Omdat je bijna vrij bent om met die pinnen te spelen, zou ik ook willen voorstellen om een ​​structuur te maken (misschien met gebogen pinnen) om de afstand te verkleinen en de variaties betekenisvoller te maken.

1
toegevoegd