Sensor de posición lineal, barato, confiable y de baja resolución

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La pregunta

Estoy buscando un sensor de posición lineal absoluto que pueda abarcar una distancia de 40 cm con una precisión de ~ 5 mm. Mis principales preocupaciones son la confiabilidad y el costo en una escala de producción de ~ 10,000 unidades. Idealmente, puedo encontrar un proveedor que proporcione un sensor de estante, pero modificar un diseño existente e imprimir los tableros de circuitos no está fuera de discusión. Necesito recomendaciones sobre qué tecnología mirar (LVDT, codificadores ópticos, codificadores magnéticos, etc.).

La búsqueda hasta ahora

He oído que los potenciómetros y las soluciones mecánicas en general son menos confiables que las soluciones sin contacto como LVRT y codificadores. Principalmente he centrado la búsqueda en los codificadores porque estoy un poco más familiarizado con ellos. La mayoría de los codificadores que encuentro son precisos dentro de una micra y cuestan más de lo que espero pagar por ellos ( ejemplo ). Me parece que lo que necesito es el interior de un calibrador digital barato simplemente explotó un poco (hasta 40 cm de largo) pero parece que no puedo encontrar un proveedor que construya y venda todas las tripas del calibrador digital.

Cosas que ya he leído:

Preguntas como éste y éste son similares a los míos, pero ambos tienen diferentes requisitos de precisión y ninguno de los dos preguntaba por la producción a escala . Las respuestas como "comprar un ratón óptico y desarmarlo" funcionaron para ellos, pero no para mí. También he analizado comparaciones de tecnología de detección de posición ( ejemplo ) pero siempre parecen centrarse en soluciones con una resolución significativamente mayor de la que necesito.

Detalles sangrientos en caso de que importen o si eres curioso

  • Restricciones mecánicas: el hardware no puede extenderse más de ~ 5 centímetros más allá de la longitud de la carrera del sensor.
  • Definición de confiabilidad: al menos 20-30k ciclos antes del fallo.
  • Frecuencia de muestreo: no debería ser un problema, tan bajo como 10sps estaría bien
  • Factores ambientales: un ambiente al aire libre protegido para que la temperatura pueda oscilar ~ 0-100 grados C y pueda existir condensación
pregunta Hammer

4 respuestas

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Si está realmente pegado a la idea de una medida absoluta, estudiaría la teoría de la operación de un calibrador electrónico.

¿Cómo funciona un calibrador electrónico?

Como advertencia, estos son baratos porque son productos básicos en este momento. Podría ser bastante caro por unidad.

    
respondido por el Scott Seidman
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También puedes usar un sensor capacitivo. Tiene un contacto flotante que viaja sobre un triángulo conductor largo y delgado. En un extremo casi no habría capacitancia y en el otro el área de superficie se maximizaría aumentando la capacitancia.

    
respondido por el horta
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No dices si se requiere que la posición sea no volátil. Si no, puede hacer un combo de cinturón / engranaje que impulsa un codificador óptico. Con los engranajes de 1 pulgada de diámetro, su figura de 5 cm parece eminentemente factible. Sin embargo, esto requeriría un ciclo de reducción a cero cada vez que se encienda la alimentación, por lo que pregunto por la volatilidad.

    
respondido por el WhatRoughBeast
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Pele un gato ... Pero de todos modos ... 2 centavos

Codificadores: use engranajes (puede obtener juegos de engranajes de piñón y piñón razonablemente baratos) PERO está limitado por la longitud de los bastidores

Absoluto vs Incremental: ambos pueden comprarse a bajo costo (tengo algunos de China que tienen 600 pulsos / revolución @ $ 20) que cuando están atados a los engranajes son lo suficientemente precisos. Yo sugeriría que puede obtener incluso más barato y combinado con engranajes será lo suficientemente preciso.

Idea de Crackpot (ingrese a ingenieros reales) - Use un tubo de cobre y una conexión de cepillo, mida la resistencia con resistencia de polarización, baja corriente / voltaje y ADC ...

Otra idea es tener orificios en / debajo del eje a distancias conocidas que se puedan contar por medio de un combo de LED + LDR ...

    
respondido por el Paul Sullivan

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