¿Cómo funciona un calibrador electrónico?

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¿Cómo funcionan estos calibradores electrónicos ?:

Sé que funcionan midiendo la capacitancia de la pista de carrera, de alguna manera. Pero, ¿cómo utilizan la capacitancia para medir distancias? ¿Es una relación lineal de capacitancia con la distancia, o hay algo más en juego? Estos son realmente precisos: especificación de ± 0.02mm de 0-100mm, y la resolución es de 0.01mm. También estoy sorprendido de cómo estos pueden cumplir con las especificaciones en el punto de precio muy bajo. Tomé el mío por £ 8 y lo probé contra algunos objetos comunes que conocía las dimensiones, y verifica.

    
pregunta Thomas O

3 respuestas

8

Su relación de posición a capacitancia a relación de frecuencia a conversión de valores. La clave es utilizar conductores con patrones desiguales en la proximidad de dos condensadores. El circuito tiene una respuesta lenta, pero funciona notablemente como calibrador.

    
respondido por el user924
18

Simplemente me divertí tratando de detectar las señales, algo muy raro está sucediendo allí.

"Aquí hay una buena página web" < - esa página? ¡incorrecto! no es lo que está sucediendo allí, solo hay una señal de entrada, no pecado y cos

"La clave es utilizar conductores con patrones desiguales cerca de dos condensadores". < - mal otra vez

Si alguna vez encuentras una página web en la que alguien haya creado una copia de uno de estos, creeré lo que están diciendo.

De todos modos, esto es lo que medí, no puedo encontrar nada de esa información de google

Las bandas verticales que se agrupan por 8, están conectadas a las salidas digitales del chip en un blob, están controladas por señales PWM, que se aproximan a la onda sinusoidal. Fases de 8, período sinusoidal 1800us (YMMV), período de pulso ~ 5.6us. Cada fase cambió en 1800us / 8 = 225us

La placa de recepción recibe el summa que llega a través del estator mediante un acoplamiento capacitivo. Ahora la señal de recepción es un montón de basura en su mayoría, pero los picos de señal que se corresponden con los flancos ascendentes del pulso de salida sí forman una sinusoide. La fase de esa sinusoide depende de la posición del estator. Suponiendo que las mediciones de rx deben cronometrarse con impulsos de salida, y luego hay una señal funky que se está procesando para obtener el cambio de fase, no estoy 100% seguro de cómo hacer el lado de rx de esto.

Como el patrón del estator y el patrón de las placas tx se repiten cada 5 mm, lo que significa que el valor final es la suma de mediciones gruesas y finas. La medida aproximada es el recuento de repeticiones de 5 mm, contadas y recordadas al igual que los valores normales del codificador, puede desordenar esta cuenta si mueve el cabezal de escaneo en el calibrador demasiado rápido, el calibrador pierde su punto 0. La medición fina es la medición de desplazamiento de fase de la sinusoide de salida. Estos se suman y se muestran en la pantalla LCD.

Aquí hay una ilustración:

¿Por qué es esto incluso importante?

a) Si alguien ha logrado copiarlo en un proyecto de bricolaje, al menos no puedo encontrarlo en google. Estoy seguro de que alguien lo ha hecho, no parece que hayan publicado su proyecto. Lo que significa que para un elemento tan común, la información sobre cómo hacerlo simplemente no está disponible.

b) La capacidad de hacer que los codificadores diy lineales sean muy baratos, por ejemplo, ¿sabe cuán propensos a fallar son todas las impresoras 3D diy? Eso es porque son sistemas de control de bucle abierto, poco atasco o deslizamiento y el sistema de control ya no sabe dónde está el robot. Ahora, para un robot industrial, compra un codificador lineal, uno para cada eje. Heidenhein y otras 100 compañías le venderán una por un precio de ~ 1k €. Los aficionados a los sótanos desafortunadamente no tienen ese tipo de presupuestos. Pero con mucho gusto comprarían (o harían, la fabricación es bastante simple) un codificador lineal capacitivo como los que se usan en los calibradores digitales. Si el cómo hacer la información estaba en alguna parte.

    
respondido por el r2k-in-the-vortex
3

La capacitancia forma un resolutor que le permite leer un valor de sin y cos que cuando se compara con la señal maestra le permite determinar la posición con mucha precisión.

    
respondido por el Jim C

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