Как работает электронный суппорт?


28

Как работают эти электронные штангенциркули ?:

Каверномер

Я знаю, что они работают, измеряя емкость беговой дорожки, так или иначе. Но как они используют емкость для измерения расстояний - линейное отношение емкости к расстоянию или что-то еще происходит? Они действительно точные - спецификации ± 0,02 мм от 0 до 100 мм, а разрешение - до 0,01 мм. Я также удивлен тем, как они могут соответствовать спецификациям при очень низкой цене - я взял свой за 8 фунтов и опробовал его на нескольких обычных предметах, размеры которых я знал, и это проверяется.


1
полезная запись в блоге на эту тему: « Снос цифрового штангенциркуля» (просто сбор справочного материала)
Ник Алексеев

Ответы:


8

Его отношение положения к емкости, отношение частоты к преобразованию стоимости. Ключ использует проводники с неравномерным рисунком в непосредственной близости от двух конденсаторов. Схема имеет медленный отклик, но замечательно работает как суппорт.


7
Кто-то разорвал набор на части, чтобы вы могли видеть шаблоны: adafruit.com/blog/2010/11/08/digital-calipers-tear-down
Майкл Коне,

4
Ницца. Я могу представить, как рано изобретатель обнаружил это. Он (она) настраивал радио, поворачивая штуковину датчика / конденсатора одной рукой, имея в руках логарифмическую линейку, а затем посмотрел на часы с ЖК-дисплеем на руке на другой руке и сказал ... Эврика!

Вот страница Flickr со всеми ними на ней, если вы были смущены, как я, говоря: «ГДЕ DA PICS ??»
Ник Т

24

Просто повеселился, пытаясь сфокусировать сигналы, там происходит что-то действительно прикольное.

«Вот хорошая веб-страница» <- эта страница? неправильно! не то, что там происходит вообще, есть только один входной сигнал, не грех и не

«Ключ использует неровные проводники рядом с двумя конденсаторами». <- снова неправильно

Если вы когда-нибудь найдете веб-страницу, где кто-то на самом деле создал копию одного из них, я поверю тому, что они говорят.

Во всяком случае это то, что я измерил, не могу найти любую из этой информации от Google

Вертикальные полосы, которые сгруппированы по 8, подключены к цифровым выходам микросхемы на блобе, они управляются сигналами ШИМ - аппроксимирующими синусоидальными сигналами. 8 фаз, период синусоидальной волны 1800 мкс (YMMV), период импульса ~ 5,6 мкс. Каждая фаза сдвинута на 1800us / 8 = 225us

Приемная пластина получает суммарную сумму, которая проходит через статор посредством емкостной связи. Теперь приемный сигнал в основном представляет собой кучу мусора, но пики сигнала, которые соответствуют передним фронтам выходного импульса, образуют синусоиду. Фаза этой синусоиды зависит от положения статора. Я предполагаю, что измерения rx должны быть синхронизированы с выходными импульсами, и затем появляется какой-то забавный сигнал, обрабатывающий фазовый сдвиг, я не уверен на 100%, как это сделать со стороны rx.

Поскольку структура статора и структура пластин TX повторяются каждые 5 мм, это означает, что окончательное значение представляет собой сумму грубых и точных измерений. Грубое измерение - это подсчет 5-миллиметровых повторений, подсчитываемый и запоминаемый точно так же, как и значения обычного энкодера, вы можете испортить этот отсчет, если слишком быстро переместите сканирующую головку на суппорт, калибр теряет 0 баллов. Точное измерение - это измерение сдвига фазы выходной синусоиды. Они суммируются и отображаются на ЖК-дисплее.

Вот иллюстрация: введите описание изображения здесь

Почему это даже важно?

а) Если кому-то удалось скопировать его в DIY-проект, то, по крайней мере, я не могу найти его в Google. Я уверен, что кто-то сделал это, просто не похоже, что они опубликовали свой проект. Это означает, что для такого распространенного предмета информация с инструкциями просто отсутствует.

б) Возможность делать грязные дешевые линейные энкодеры очень важна, например, вы знаете, насколько склонны к отказу все diy 3D-принтеры? Это потому, что они являются системами управления с разомкнутым контуром, небольшим застреванием или проскальзыванием, а система управления не знает, где находится робот. Теперь для промышленного робота вы покупаете линейный энкодер, по одному на каждую ось. Heidenhein и еще 100 компаний с удовольствием продадут вам одну за ~ 1 тыс. Евро. Подвальные любители, к сожалению, не тратят такие бюджеты. Но они с удовольствием купили бы (или изготовили, производя достаточно простую) емкостный линейный энкодер, подобный используемому в цифровых суппортах. Если бы, как информация была где-то там.


В некоторых промышленных системах, которые я видел, используются строковые кодировщики. Я уверен, что у них могут быть свои проблемы, но их можно легко сделать абсолютными или относительными.
суперкат

Черт, этот последний комментарий заставил меня задуматься. Было бы здорово создать замкнутую систему обратной связи для 3D-принтеров и станков с ЧПУ. Никогда не приходило в голову взглянуть на цифровые штангенциркули, я застрял, думая о чем-то оптическом.
dext0rb

Вы читали газету по адресу capsense.com/capsense-wp.pdf. Вот тут-то и появляются претензии на грех и кос, используемые LS Starrett Co. для цифрового штангенциркуля. Тем не менее, все еще пытаюсь обмануть этот дизайн. Если бы такой дизайн мог быть расширен до ~ 1 метра с точностью до 0,01 м по всей длине ... это могло бы быть интересным для многих людей.
dext0rb

"capsense-wp.pdf. Вот тут-то и появляются утверждения о грехе и созидании". Да, проверил это, я уверен, что есть много способов сделать емкостные измерения подобным образом, просто эта версия sin потому что не используется в этих дешевых суппорты. «Если бы такая конструкция могла быть расширена до ~ 1 метра с точностью до 0,01 м по всей длине ...» В основном, ограничение заключается в том, как долго вы можете изготовить статорную полосу. Или, если у вас было две считывающие головки, вы можете использовать две строки полосок для чтения и накладывать их друг на друга. Полоски статора в основном являются печатными платами, и они сделаны довольно точно, для дополнительной точности вы всегда можете откалибровать.
r2k-in-the-vortex

1
низкий отклик является ограничивающим фактором для использования его в качестве кодировщика 3D-принтера

3

Емкость формирует резольвер, позволяющий вам считывать значения sin и cos, которые по сравнению с главным сигналом позволяют очень точно определить положение.

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.