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¿Cómo funciona un calibrador electrónico?

¿Cómo funcionan estos calibradores electrónicos?

Caliper

Sé que funcionan midiendo la capacitancia de la vía de circulación, de alguna manera. Pero, ¿cómo utilizan la capacitancia para medir las distancias? ¿Es una relación lineal entre la capacitancia y la distancia, o hay algo más? Son realmente precisos: la especificación es de ±0,02 mm de 0 a 100 mm, y la resolución es de 0,01 mm. También me sorprende que puedan cumplir con las especificaciones a un precio tan bajo. Compré el mío por 8 libras y lo probé con algunos objetos comunes de los que conocía las dimensiones, y todo salió bien.

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KBH Puntos 8

Me divertí tratando de ver las señales, algo realmente extraño está sucediendo allí.

"Aquí hay una buena página web" <- ¿esa página? ¡equivocada! no es lo que ocurre allí en absoluto, sólo hay una señal de entrada, no sin y cos

"La clave está en usar conductores con patrones desiguales en la proximidad de dos condensadores". < equivocado de nuevo

Si alguna vez encuentras una página web en la que alguien haya construido realmente una copia de uno de estos, entonces creeré lo que dicen.

De todas formas esto es lo que he medido, no puedo encontrar nada de esa información en google

Las tiras verticales que están agrupadas por 8, estas están conectadas a las salidas digitales del chip en blob, son conducidas por señales PWM - aproximando la onda sinusoidal. 8 fases, período de onda sinusoidal 1800us(YMMV), período de pulso ~5.6us. Cada fase desplazada por 1800us/8 = 225us

La placa receptora recibe el sumatorio que llega a través del estator por acoplamiento capacitivo. Ahora la señal de recepción es un montón de basura en su mayoría, pero los picos de la señal que corresponden con los bordes ascendentes del pulso de salida forman una sinusoide. La fase de esa sinusoide depende de la posición del estator. Supongo que las mediciones de rx deben estar sincronizadas con los pulsos de salida, y luego hay algún proceso de señal funky para obtener el cambio de fase, no estoy 100% seguro de cómo hacer el lado rx de esto.

Como el patrón del estator y el patrón de las placas tx se repite cada 5mm, esto significa que el valor final es la suma de las mediciones gruesas y finas. La medición gruesa es el recuento de las repeticiones de 5mm, contadas y recordadas como los valores regulares del codificador, puedes estropear este recuento si mueves la cabeza de escaneo en el calibrador demasiado rápido, el calibrador pierde su punto 0. La medición fina es la medición del cambio de fase de la sinusoide de salida. Estas se suman y se muestran en la pantalla LCD.

He aquí un ejemplo: enter image description here

¿Por qué es importante?

a) Si alguien ha conseguido copiarlo en un proyecto de bricolaje, al menos no lo encuentro en google. Estoy seguro de que alguien lo ha hecho, pero no parece que haya publicado su proyecto. Es decir, que para un elemento tan común la información de cómo hacerlo simplemente no está ahí.

b) La capacidad de fabricar codificadores lineales baratos cuenta mucho, por ejemplo, ¿saben lo propensas que son las impresoras 3D a fallar? Eso es porque son sistemas de control de bucle abierto, poco atasco o deslizamiento y el sistema de control no sabe dónde está el robot más. Ahora para un robot industrial se compra un codificador lineal, uno para cada eje. Heidenhein y otras 100 empresas te venderán gustosamente uno por ~1k€. Los aficionados al sótano, por desgracia, no tienen ese tipo de presupuesto. Pero ellos estarían encantados de comprar (o hacer, la fabricación es bastante simple) un codificador lineal capacitivo como los utilizados en los calibradores digitales. Si la información de cómo hacerlo estuviera en algún lugar.

7voto

Su posición a relación de capacitancia a relación de frecuencia a conversión de valor. La clave está en utilizar conductores de forma desigual en la proximidad de dos condensadores. El circuito tiene una respuesta lenta, pero funciona notablemente como calibrador.

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Timbo Puntos 14117

La capacitancia forma un resolvedor que permite leer un valor sin y cos que, comparado con la señal maestra, permite determinar la posición con gran precisión.

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