Перейти к содержанию

Измерение линейного перемещения металл. объекта

Здравствуйте!

Я сам не электронщик, к сожалению, но вынужден ставить им задачи, т.к. рынок требует нужные продукты.

Боюсь, что с этой задачей разработчики меня "пошлют", но вдруг кругозор интернета окажется шире. Возможно ли это технически реализовать? Я готов к сотрудничеству.

Мне необходимо контролировать вертикальное перемещение металлической части конструкции относительно горизонтальной (назовем ее неподвижной).

Ультразвук, лазеры, датчики линейного перемещения использовать не получится т.к. всюду грязь (земля, песок и тд).

Я что-то вспомнил металлоискатели и подумал, а нельзя ли попробовать сделать датчик линейного перемещения на этом же принципе.

Вот картинка

https://imgur.com/a/nON9EFJ

Металлическая деталь серого цвета перемещается вертикально. Примерно прикинул расстояния. Электрически обе металлические части (подвижная и неподвижная) связаны между собой и это "земля".

Блок катушек (излучателей) тоже будет покрыт грязью.

Желаемая погрешность измерения перемещения - 3 мм

Прошу прощения, если это кажется бредом sm.gif

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
вам сюда:
http://www.ti.com/sensing-products/inducti...g/overview.html
http://www.ti.com/lit/an/snoa931/snoa931.pdf
для попробовать, можно за 30$ взять ldc1614evm или LDC2114EVM, воткнуть в usb и сразу посмотреть на результат.
катушки только намотать надо будет соответствующие размерам.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Andskat @ Apr 20 2018, 18:53) <{POST_SNAPBACK}>
Желаемая погрешность измерения перемещения - 3 мм
Прошу прощения, если это кажется бредом sm.gif

Индуктивный сенсор на такую точность придется бесконечно перекалибровывать по месту.
Так что действительно скорее бред.
Я бы думал о 3D магнитометре если у вас рядом нет моторов.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Andskat @ Apr 20 2018, 18:53) <{POST_SNAPBACK}>
Примерно прикинул расстояния

Парсек, надо полагать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Неужели контроль и управление подвеской автомобиля пытаетесь сделать?
Принцип металлодетекции не позволяет с одной катушкой разрешать расстояния в плоскости с требуемой вам точностью(+-3мм). Все будет плавать как известная субстанция в проруби. Думаю, что если сильно напрячься, то с помощью матрицы катушек можно попробовать. Дифференциальное измерение позволит повысить точность.
Вы можете конкретнее условия описать? Может тот же линейный датчик внутри подвеса груза спрятать и пыльником закрыть, тогда и с металлодетекцией связываться не придется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Почитайте про линейные дифференциальные трансформаторы.
Если устроит - съем информации (измерение) аналогичен синусно-косинусному вращающемуся трансформатору, для них есть куча готовых решений (микросхемы, микросборки, готовые измерители).
Изменено пользователем novikovfb

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Есть промышленные ультразвуковые датчики положения (линейное перемещение).
Рабочая среда - ферромагнитный металл. стержень, который "простреливается" ультразвуковым импульсом.
Вдоль стержня передвигается кольцевая каретка (измеряемое перемещение) с магнитом.
В месте нахождения каретки-магнита создается неоднородность в среде передачи,
координата которой вычисляется по изменению эхо-сигнала. Точность - доли миллиметра.
К загрязнению малочувствителен.


Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(k155la3 @ Apr 28 2018, 20:54) <{POST_SNAPBACK}>
Есть промышленные ультразвуковые датчики положения (линейное перемещение).
Рабочая среда - ферромагнитный металл. стержень, который "простреливается" ультразвуковым импульсом.
Вдоль стержня передвигается кольцевая каретка (измеряемое перемещение) с магнитом.
В месте нахождения каретки-магнита создается неоднородность в среде передачи,
координата которой вычисляется по изменению эхо-сигнала. Точность - доли миллиметра.
К загрязнению малочувствителен.

а ссылку можно какую-нибудь
что-то выглядит очень подозрительно что наличие магнитного поля может повлиять распространение звука в железяке.
либо материал должен быть какой-то сильно специфический, либо поля очень уж большие.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(_pv @ Apr 28 2018, 19:09) <{POST_SNAPBACK}>
а ссылку можно какую-нибудь . . .

Давно (2007) с этим разбирался. Это был Rexroth (https://www.boschrexroth.com).
Шас туда сунулся - не нашел. Есть где-то на ихнем CD. Найду - дам ссылку.
ps
Вот подобный девайс ТУТ
А вот это практически тоже - у Balluff (функциональная схема очень похожа) принцип работы здесь на последних страницах

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
не, там не ультразвуком стреляют, а короткий импульс тока пускают через штырь, он взаимодействует с магнитным полем магнита и гнёт штырь локально, и это локальное сжатие потом УЗ волной к краям бежит.
так тоже можно, да. если только там других сильных источников вибрации нет, а то думаю мешать может.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(_pv @ Apr 29 2018, 00:09) <{POST_SNAPBACK}>
не, там не ультразвуком стреляют, а короткий импульс тока пускают через штырь, он взаимодействует с магнитным полем магнита и гнёт штырь локально, и это локальное сжатие потом УЗ волной к краям бежит.
так тоже можно, да. если только там других сильных источников вибрации нет, а то думаю мешать может.
Под импульсом может подразумеваться модулированный импульс-сигнал с ЛЧМ.
В общем описании эту "мелочь" могут не упомянуть.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Andskat @ Apr 20 2018, 18:53) <{POST_SNAPBACK}>
Боюсь, что с этой задачей разработчики меня "пошлют", но вдруг кругозор интернета окажется шире.
Не бойтесь, "послать" может только шпана, если задача поставлена грамотно.
А, как я понял, это почти так. Только металл забыли указать, какой.

Цитата(Andskat @ Apr 20 2018, 18:53) <{POST_SNAPBACK}>
Мне необходимо контролировать вертикальное перемещение металлической части конструкции относительно горизонтальной (назовем ее неподвижной).

Ультразвук, лазеры, датчики линейного перемещения использовать не получится т.к. всюду грязь (земля, песок и тд).

Я что-то вспомнил металлоискатели и подумал, а нельзя ли попробовать сделать датчик линейного перемещения на этом же принципе.

..............

Прошу прощения, если это кажется бредом sm.gif
МСМ, это никакой не бред, а единственное приемлемое решение в данном случае.
Если брать в расчёт только бесконтактные датчики.


Цитата(Andskat @ Apr 20 2018, 18:53) <{POST_SNAPBACK}>
Желаемая погрешность измерения перемещения - 3 мм
По-моему, опять же, может получиться.
С конкретными картинками торопиться не советую, ибо задача не так уж проста, и потребует исследовательской работы.


--------------------------------------------------------------

Цитата(AlexandrY @ Apr 20 2018, 23:48) <{POST_SNAPBACK}>
Индуктивный сенсор на такую точность придется бесконечно перекалибровывать по месту.
Почему?
Компенсацию по температуре можно сделать, а ещё что?
Я не спорю, просто самому интересно.

Цитата(AlexandrY @ Apr 20 2018, 23:48) <{POST_SNAPBACK}>
...Так что действительно скорее бред.
Я бы думал о 3D магнитометре если у вас рядом нет моторов.
А вот по мне, как раз последнее Ваше предложение соответствует предыдущему.
Магнитные поля меняются в зависимости от почти всего. Пассивный сенсор неприемлем; это я с гарантией могу сказать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(Stanislav @ May 8 2018, 04:11) <{POST_SNAPBACK}>
Компенсацию по температуре можно сделать, а ещё что?
Я не спорю, просто самому интересно.

Магнитное поле Земли:
Цитата
В среднем интенсивность магнитного поля Земли колеблется от 25 до 65 мкТл (0,25 — 0,65 Гс) и сильно зависит от географического положения[3]. Это соответствует средней напряжённости поля около 0,5 Э (40 А/м)[2]. На магнитном экваторе её величина — около 0,34 Э, у магнитных полюсов — около 0,66 Э. В некоторых районах (магнитных аномалий) напряжённость резко возрастает: в районе Курской магнитной аномалии она достигает 2 Э[7].

Магнитный дипольный момент Земли на 2015 год составлял 7,72·1025 Гс·смі (или 7,72·1022 А·мІ), уменьшаясь в среднем за последние десятилетия на 0,007·1025 Гс·смі в год[11].

Положения всех полюсов постоянно смещаются — геомагнитный полюс прецессирует относительно географического с периодом около 1200 лет.

Следует отметить, что во время магнитной бури возмущения магнитного поля на поверхности Земли имеют величину менее или порядка 1 % от величины стационарного геомагнитного поля, так как последнее варьируется от 0,34 Э у экватора до 0,66 Э у полюсов Земли, то есть приблизительно равно (30–70)·103 нТл.

Под влиянием магнитного поля Земли детали станка выполненные из магнитномягкой стали будут постепенно намагничиваться.
Если кто-то решит переставить станок сменив направление на Север, то собственная намагниченность станка начнет опять меняться.
Кто-то может положить рядом со станком стальной предмет со своей собственной намагниченностью. Это опять же изменит поле вокруг датчика.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Цитата(blackfin @ May 8 2018, 08:40) <{POST_SNAPBACK}>

Намагниченность, тем более от земного поля разве может заметно поменять индуктивность? собственную или взаимную, если lvdt, и которая всё равно на ВЧ измеряется.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти