Датчики расстояния с точностью до 1 мм?

Я делаю прибор для измерений. Я хотел бы измерить расстояние с точностью до 1 мм. Диапазон может быть от 2 см до 15 см. Я посмотрел на датчики приближения, но показания этих датчиков не являются устойчивыми.

Я хочу измерить толщину пластины (углеродистая сталь). Два датчика будут установлены на конструкции. Датчики дадут мне расстояние поверхности от датчика. Тогда я вычислю толщину плиты.

Какие возможные типы недорогих датчиков я могу использовать?

Отвечая на вопрос:

Какие возможные типы недорогих датчиков я могу использовать?

Есть несколько типов датчиков, которые могут обеспечить точность уровня миллиметра. «Низкая стоимость» - это очень относительный термин, поэтому вам нужно будет делать покупки в зависимости от вашего конкретного бюджета.

Оптические датчики-

Сюда включены те, что вы перечислили, хотя это очень дешевый датчик, предназначенный для того, чтобы дать "да, что-то передо мной, о, да-да-далеко". Существуют также лазерные сенсорные системы, которые могут обеспечить точность на уровне миллиметра.

Ультразвуковые датчики-

Большинство ультразвуковых датчиков имеют относительно низкую точность; в диапазоне 25,4 мм. Но некоторые датчики более высокого уровня имеют точность до миллиметра. Некоторые из них представляют собой отдельные устройства с высокой точностью.

Вихретоковые датчики-

Они измеряют индуцированные вихревые токи и обеспечивают невероятную точность .

Механическое измерение-

Это может подразумеваться вашей диаграммой, но это не указано. Штангенциркули являются очевидным выбором для измерения толщины. Для полуавтоматического подхода вы также можете использовать датчики линейного перемещения.

Различные решения возможны в зависимости от ваших конкретных требований.

Контактная система

Это, вероятно, самая очевидная система, состоящая из 1 или 2 рычагов, которые отклоняются пластиной. Измеряя прогиб, можно определить размер. Основным недостатком этого является то, что это система связи, которая может быть проблемой в зависимости от ваших настроек.

Видеосистема

Другая альтернатива, которую было бы просто реализовать, - это видеосистема. Установите камеру над образцом и изобразите пластину, когда она проходит. Калибровкой камеры перед рукой или установкой линейной шкалы под пластиной можно определить размер. Разрешение будет зависеть от разрешения камеры и масштаба, хотя я думаю, что 1 мм не должно быть трудно достичь. Это, вероятно, то, что я сделал бы, если бы вы не хотели контактную систему.

Лазерный дальномер

Это может быть возможно в зависимости от того, что вы считаете низкой стоимостью. Большинство систем основаны на времени полета, что ограничивает разрешение до ~ 1 мм. Кроме того, большинство дешевых систем, которые я видел, имеют минимальный диапазон не менее 5 см, что может быть слишком большим для вас.

Интерферометр

Также может быть возможно. Однако простые методы подсчета полос имеют трудности при измерении шагов, поэтому, вероятно, не подойдут для измерения пластины (если она не бесконечна). Возможны методы частотного сканирования, но, вероятно, они не подпадают под низкую стоимость, скорость измерения также может быть проблемой в зависимости от длины образца и требуемой пропускной способности.

Вы не указали, хотите ли вы получать показания датчиков в компьютер или нет. Кроме того, неясно, как часто вам нужно выполнять эту задачу, и сколько времени настройки разрешено на измерение.

Если вы хотите провести некоторую проверку качества (на предмет того, находится ли металлическая пластина в пределах допуска), вы можете рассмотреть возможность простой или расширенной обработки изображений. для простой обработки изображения сделайте снимок спереди и измерьте расстояние между одним концом металлической пластины до другого конца или поместите измерительную бумагу за металлическую пластину и сделайте снимок или просмотрите изображение для измерения. Если у вас есть оператор-человек, это, вероятно, будет простой способ, просто может быть пропущено требование к точности, в зависимости от настройки, конечно.

Датчики приближения и другие типы датчиков могут зависеть от движения металлической пластины. Вы уверены, что она не движется?

Если вы уверены в качестве выравнивания (две поверхности параллельны), вы можете отодвинуть пластину в одну сторону и использовать обычный микрометр или другое измерительное устройство.

[MaxBotix HRLV MaxSonar-EZ][1]Линия (я смотрю на EZ4) утверждает, что очень стабильный аналоговый выход с точностью до 1 мм, и имеет некоторую вспомогательную тестовую документацию для своих претензий. Около 40 долларов за датчик. Я бы хотел версию I2C для устранения аналоговых странностей в схемотехнике как фактор, но пока что I2C идет только с точностью до 1CM.

RFD77402 (Qwiic) использует инфракрасный модуль VCSEL (лазер на поверхности с вертикальной полостью) для измерения количества времени, необходимого для отскока от цели. Это позволяет недорогие показания миллиметра до двух метров.

SparkFun предлагает разделительную доску за 15 долларов США.

Искал другие пути решения, и наткнулся на этот вопрос.

Датчик, который я нашел, работает хорошо - Sharp GP2Y0E02B (цифровая версия) (более новая версия - GP2Y0E03). Конфигурируя его как датчик I2C, используя Arduino, я смог получить разрешение менее миллиметра (0,156 мм - диапазон составляет ~ 630 мм, с разрешением 12 бит).

Почти не поверив, когда я прочитал спецификацию, я положил датчик на Бриджпорт с тестовой целью и использовал это как «наземную правду». При простом тесте до 50 мм погрешность составляла менее 0,2 мм; на 100 мм, я получил около 0,4 мм ошибки.