Abstandssensoren mit einer Genauigkeit von 1 mm?

Ich mache ein Gerät für Messungen. Ich möchte den Abstand mit einer Genauigkeit von 1 mm messen. Die Reichweite kann 2 cm bis 15 cm betragen. Ich habe mir Näherungssensoren angesehen, aber die von diesen Sensoren angezeigten Messwerte sind nicht konstant.

Ich möchte die Dicke der Platte (Kohlenstoffstahl) messen. Die beiden Sensoren werden an einer Struktur montiert. Die Sensoren geben mir den Abstand der Oberfläche vom Sensor an. Dann werde ich die Dicke der Platte berechnen.

Welche möglichen Arten von kostengünstigen Sensoren kann ich verwenden?

Beantwortung der Frage:

Welche möglichen Arten von kostengünstigen Sensoren kann ich verwenden?

Es gibt verschiedene Arten von Sensoren, die eine Genauigkeit von Millimetern bieten können. "Niedrige Kosten" ist ein sehr relativer Begriff, daher müssen Sie basierend auf Ihrem spezifischen Budget ein paar Einkäufe tätigen.

Optische Sensoren-

Darin enthalten sind diejenigen des Typs, den Sie aufgelistet haben, obwohl es sich um einen sehr billigen Sensor handelt, der eher dazu gedacht ist, ein "Ja, etwas liegt vor mir, ungefähr yay-weit weg" zu liefern. Es gibt auch Lasersensorsysteme , die eine Genauigkeit von Millimetern bieten können.

Ultraschallsensoren-

Die meisten Ultraschallsensoren haben eine relativ geringe Genauigkeit. im Bereich von 25,4 mm. Einige High-End-Sensoren haben jedoch eine Genauigkeit von weniger als einem Millimeter. Einige sind eigenständige Einheiten mit hoher Genauigkeit.

Wirbelstromsensoren-

Diese messen induzierte Wirbelströme und bieten eine unglaubliche Genauigkeit .

Mechanische Messung-

Es kann durch Ihr Diagramm impliziert sein, aber es ist nicht angegeben. Messschieber sind eine naheliegende Wahl für die Messung der Dicke. Für einen halbautomatischen Ansatz können Sie auch lineare Verschiebungssensoren verwenden.

Je nach Ihren genauen Anforderungen sind verschiedene Lösungen möglich.

Kontaktsystem

Dies ist wahrscheinlich das offensichtlichste System, das aus 1 oder 2 Hebelarmen besteht, die von der Platte abgelenkt werden. Durch Messen der Durchbiegung konnte die Größe bestimmt werden. Der Hauptnachteil davon ist, dass es sich um ein Kontaktsystem handelt, das je nach Einrichtung ein Problem darstellen kann.

Videosystem

Eine andere Alternative, die einfach zu implementieren wäre, ist ein Videosystem. Montieren Sie eine Kamera über Ihrer Probe und stellen Sie die Platte beim Durchgang ab. Durch Kalibrieren der Kamera vor der Hand oder Anbringen einer Linienskala unter der Platte kann die Größe bestimmt werden. Die Auflösung hängt von der Auflösung der Kamera und des Maßstabs ab, obwohl ich denke, dass 1 mm nicht schwer zu erreichen sein sollte. Dies würde ich wahrscheinlich tun, wenn Sie kein Kontaktsystem möchten.

Laser-Entfernungsmesser

Dies kann möglich sein, je nachdem, was Sie für niedrige Kosten halten. Die meisten Systeme basieren auf der Flugzeit, wodurch die Auflösung auf ~ 1 mm begrenzt wird. Zusätzlich haben die meisten billigen Systeme, die ich gesehen habe, eine Mindestreichweite von mindestens 5 cm, was für Sie möglicherweise zu groß ist.

Interferometer

Kann auch möglich sein. Einfache Randzählverfahren haben jedoch Schwierigkeiten beim Messen von Schritten und sind daher wahrscheinlich nicht zum Messen einer Platte geeignet (es sei denn, sie ist unendlich). Frequenzabtastverfahren sind möglich, fallen aber wahrscheinlich nicht unter niedrige Kosten. Die Messgeschwindigkeit kann auch ein Problem sein, abhängig von der Probenlänge und dem erforderlichen Durchsatz.

Sie haben nicht angegeben, ob Sie Sensorwerte in einen Computer übertragen möchten oder nicht. Es ist auch nicht klar, wie häufig Sie diese Aufgabe ausführen müssen und wie viel Einrichtungszeit pro Messung zulässig ist.

Wenn Sie eine Qualitätsprüfung durchführen möchten (ob die Metallplatte innerhalb der Toleranzgrenzen liegt), sollten Sie eine einfache oder erweiterte Bildverarbeitung in Betracht ziehen. Nehmen Sie für eine einfache Bildverarbeitung ein Bild aus der Vorderansicht auf und messen Sie den Abstand zwischen einem Ende der Metallplatte und dem anderen Ende. Legen Sie ein Messpapier hinter die Metallplatte und nehmen Sie das Bild zur Messung auf oder beobachten Sie es. Wenn Sie einen menschlichen Bediener haben, ist dies wahrscheinlich ein einfacher Weg. Je nach Einrichtung wird möglicherweise nur die Genauigkeitsanforderung übersehen.

Näherungssensoren und andere Arten von Sensoren können durch die Bewegung der Metallplatte beeinflusst werden. Sind Sie sicher, dass sie sich nicht bewegt?

Wenn Sie sich über die Ausrichtungsqualität sicher sind (dass zwei Oberflächen parallel sind), können Sie die Platte zur Seite schieben und ein normales Mikrometer oder ein anderes Messgerät verwenden.

Die [MaxBotix HRLV MaxSonar-EZ][1]Leitung (ich betrachte EZ4) behauptet, einen sehr stabilen Analogausgang mit einer Genauigkeit von 1 mm zu haben, und verfügt über einige unterstützende Testdokumentationen für ihre Behauptungen. Über 40 $ / Sensor. Ich möchte die I2C-Version, um analoge Verrücktheiten in der Schaltung als Faktor zu beseitigen, aber bisher gehen die I2C-Versionen nur auf 1CM-Genauigkeit.

Der RFD77402 (Qwiic) verwendet ein Infrarot-VCSEL-Modul (Vertical Cavity Surface Emitting Laser), um die Zeit zu messen, die zum Abprallen von einem Ziel benötigt wird. Dies ermöglicht kostengünstige Millimeterwerte von bis zu zwei Metern.

SparkFun bietet ein Breakout Board für etwa 15 USD an.

Ich suchte nach anderen Fernlösungen und stieß auf diese Frage.

Ein Sensor, von dem ich festgestellt habe, dass er gut funktioniert, ist der Sharp GP2Y0E02B (digitale Version) (neuere Version ist der GP2Y0E03). Konfigurieren sie als I2C - Sensor, mit einem Arduino, ich habe in der Lage zu bekommen Sub-Millimeter - Auflösung (0.156 mm - Reichweite ist ~ 630 mm, mit 12 Bit Auflösung).

Ich habe es fast nicht geglaubt, als ich die Spezifikation gelesen habe, also habe ich den Sensor auf einen Bridgeport mit einem Testziel gelegt und dies als "Grundwahrheit" verwendet. Bei einem einfachen Test betrug der Fehler bis zu 50 mm weniger als 0,2 mm; Bei 100 mm bekam ich einen Fehler von ungefähr 0,4 mm.