Jak działa suwmiarka elektroniczna?

Jak działają te elektroniczne zaciski ?:

Wiem, że działają, mierząc w jakiś sposób pojemność bieżni. Ale w jaki sposób wykorzystują pojemność do pomiaru odległości - czy jest to liniowy stosunek pojemności do odległości, czy dzieje się coś innego? Są naprawdę dokładne - specyfikacja ± 0,02 mm od 0-100 mm, a rozdzielczość spada do 0,01 mm. Zaskakuje mnie również to, w jaki sposób mogą one spełniać specyfikacje w bardzo niskiej cenie - podniosłem kopalnię za 8 funtów i wypróbowałem ją na kilku typowych obiektach, o których znałem wymiary, i sprawdza się.

Jego stosunek stosunku pojemności do stosunku częstotliwości do konwersji wartości. Kluczem jest użycie nierównomiernie ułożonych przewodów w pobliżu dwóch kondensatorów. Obwód ma powolną reakcję, ale działa zadziwiająco jako zacisk.

Po prostu dobrze się bawiłem próbując dopasować sygnały, dzieje się tam coś naprawdę funky.

„Oto dobra strona internetowa” <- ta strona? źle! nie to, co się tam dzieje, jest tylko jeden sygnał wejściowy, a nie grzech i cos

„Kluczem jest użycie nierównomiernie ułożonych przewodów w pobliżu dwóch kondensatorów.” <- znowu źle

Jeśli kiedykolwiek znajdziesz stronę, na której ktoś zbudował kopię jednego z nich, uwierzę w to, co mówią.

W każdym razie to, co zmierzyłem, nie mogę znaleźć żadnej z tych informacji z Google

Pionowe paski, które są pogrupowane według 8, są podłączone do cyfrowych wyjść układu na obiekcie blob, są napędzane sygnałami PWM - zbliżonymi do fali sinusoidalnej. 8 faz, okres fali sinusoidalnej 1800us (YMMV), okres impulsu ~ 5.6us. Każda faza przesunięta o 1800us / 8 = 225us

Płyta odbiorcza otrzymuje summa summarum, które przechodzi przez stojan przez sprzężenie pojemnościowe. Teraz sygnał odbiorczy to głównie śmieci, ale piki sygnału odpowiadające zboczom narastającym impulsu wyjściowego tworzą sinusoidę. Faza tego sinusoidy zależy od położenia stojana. Domyślam się, że pomiary rx muszą być zsynchronizowane z impulsami wyjściowymi, a następnie pojawia się jakiś ostry sygnał przetwarzający, aby uzyskać przesunięcie fazowe, nie jestem w 100% pewien, jak to zrobić po stronie rx.

Ponieważ wzór stojana i wzór płytek TX powtarza się co 5 mm, oznacza to, że ostateczną wartością jest suma zgrubnych i dokładnych pomiarów. Pomiar zgrubny to liczba powtórzeń 5 mm, zliczana i zapamiętywana, podobnie jak zwykłe wartości enkodera, możesz zepsuć to zliczanie, jeśli przesuniesz głowicę skanującą na zacisku zbyt szybko, zacisk traci swój punkt 0. Dokładny pomiar to pomiar przesunięcia fazowego wyjściowej sinusoidy. Są one sumowane i wyświetlane na ekranie LCD.

Oto ilustracja:

Dlaczego to jest nawet ważne?

a) Jeśli komuś udało się skopiować go do projektu DIY, to przynajmniej nie mogę go znaleźć w Google. Jestem pewien, że ktoś to zrobił, ale nie wydaje się, aby opublikował swój projekt. Oznacza to, że w przypadku tak powszechnego elementu informacji na temat tego po prostu nie ma.

b) Bardzo ważna jest możliwość robienia brudnych tanich enkoderów liniowych zrób to sam, na przykład wiesz, jak podatne są na awarie wszystkie drukarki 3D zrób to sam? Dzieje się tak, ponieważ są to systemy sterowania z otwartą pętlą, małe zacięcie lub poślizg, a system sterowania nie wie już, gdzie jest robot. Teraz dla robota przemysłowego kupujesz enkoder liniowy, po jednym dla każdej osi. Heidenhein i 100 innych firm chętnie sprzedają ci jeden za ~ 1 000 €. Piwni hobbystycy niestety nie wykorzystują tego rodzaju budżetów. Ale chętnie kupiliby (lub sprawili, że produkcja jest dość prosta) pojemnościowy enkoder liniowy, taki jak stosowany w suwmiarkach cyfrowych. Jeśli gdzieś tam była informacja.

Pojemność tworzy resolver, który pozwala odczytać wartość sin i cos, która w porównaniu z sygnałem głównym pozwala bardzo dokładnie określić pozycję.