Лучший датчик линейного положения для обратной связи поршня

Я пытался измерить выдвижение/втягивание поршня, чтобы зафиксировать и предсказать срок службы устройства. Как лучше измерить ход поршня?

До сих пор я придумал следующие догадки/идеи:

  1. LVDT параллельно. Это непомерно дорого.

  2. Линейный горшок. Мне нравится эта идея, но я не нашел достойного источника решений COTS. Без понятия какая цена.

  3. Оптический датчик на поршне, полосатый поршень (обратная связь, подобная энкодеру, и окружающая среда очень чистая). Я предполагаю, что мне нужно будет добавить концевые выключатели и, возможно, откалибровать эту конфигурацию. Это кажется слишком сложным.

Я полагаю, что есть и другие решения, но я в настоящее время не знаю их.

Информация о поршне/интерфейсе: - Ход поршня 8 дюймов - Чистая среда с некоторым проникновением пыли (например, домашний офис, а не промышленный объект) - Допустимая точность в пределах 10% от хода - Максимальное время срабатывания 1 ход в секунду - Температура окружающей среды 20°C -25C без особых изменений - Время не имеет значения, это эксперимент - Чем дешевле решение, тем лучше. Идеальная цена составляет 5-10 долларов США, хотя, вероятно, нереалистична. Моя цель - протестировать до 10 000 ударов. Абсолютная производительность идеальна, но не полностью необходима.

Как всегда, вам нужно определить, что означает «лучший» в контексте вашего проекта. Мы не можем читать ваши мысли!
«лучший датчик линейного положения» зависит от вашего применения: какова длина хода поршня? Ограничен ли поршень одной степенью свободы или он может, например, вращаться внутри цилиндра? Какой уровень неточности допустим? С какой скоростью движется поршень? Будет ли датчик подвергаться воздействию грязи/воды/жира? Окружающая среда вызывает коррозию? Какой температурный диапазон ожидать? На сколько ходов датчик рассчитан? Должен ли датчик выдавать абсолютный выходной сигнал? Сколько денег и/или времени вы готовы посвятить этому?
Ход поршня составляет 8 дюймов. Мы действительно ограничены 1 степенью свободы. Точность для меня не имеет значения, пока я могу сказать, что поршень сдвинулся. Скажем, 10%. Поршень совершает полный ход максимум за 1 секунду за ход. Будет минимальное проникновение грязи и жира. Окружающая среда чистая, комнатная температура без особых изменений (не промышленная). Затраченное время может составлять около месяца, но у меня есть доступ к механическому цеху, и я обычно передвигаюсь быстрее, чем большинство инженеров. Это должно длиться как минимум 10 000 ударов. Абсолютный выход идеален, но не обязателен.
И окончательная стоимость виджета имеет решающее значение. Я надеялся сделать несколько таких, а бюджет почти нулевой, за вычетом моего времени.
@Optimizer: лучше всего отредактировать свой вопрос, чтобы добавить эти детали, а не помещать их в комментарий (где их труднее найти, и они также не распространяются). Они составляют более полную формулировку вашей проектной проблемы.
Я буду обновлять как можно скорее.
@Optimizer предсказуемы ли конечные пределы поршня? будет ли поршень достигать этих конечных пределов каждый раз, когда он движется? или он может колебаться между этими точками, никогда не достигая их?
Нет. Он может двигаться произвольно в зависимости от того, что определяет система управления. Я в основном ищу изменения направления и периода этих колебаний.
Можно ли провести какие-либо параметрические измерения? Например: если поршень привязан к коленчатому валу, можете ли вы измерить угол коленчатого вала и определить положение поршня?
Да, я мог бы, но я сделал этот вопрос более открытым, чтобы не ограничивать варианты и творческий потенциал каждого. Хотя теперь, когда вы упомянули об этом @pgvoorhees, это еще одно решение. Текущая длина хода имеет уникальный угол относительно системы, поэтому установка резольвера/энкодера на одном конце поршня может быть методом определения длины по углу.
Если это вариант, он позволяет вам иметь широкий выбор на выбор.
Да, это так. Я ценю этот вклад. Это открыло список продуктов, на которые я смотрел.

Ответы (1)

Я бы использовал либо ультразвуковой датчик расстояния/дальномер , либо ИК-датчик расстояния на основе параллакса .

Оба имеют низкую точность, но если вам требуется только 10% от 8 дюймов/203,2 мм, что соответствует 0,8 дюйма/20,32 мм, их должно быть достаточно. Другие недостатки включают восприимчивость к ультразвуковому/ИК-шуму (оба) и нелинейный выходной сигнал (в основном ИК-датчик), который необходимо компенсировать в программном обеспечении.

Преимуществами являются низкая стоимость, доступность, бесконтактная работа без износа и абсолютная производительность.

Я не думаю, что у вас есть номер детали для ИК-датчика расстояния или вы не можете объяснить механизм, стоящий за датчиком?
@Optimizer В качестве примера я уже привел таблицу данных такого датчика. Он работает, направляя свет на воспринимаемую поверхность, а затем измеряя угол любого отраженного света. i.imgur.com/1Ilauwfh.jpg
Это круто! И да, ссылка не работала на моем телефоне, но я ее не видел. Спасибо.
Возможно, поворотный энкодер поможет вам определить фактическое положение поршня. Посмотрите на датчик на основе эффекта Холла AMS5048. Инерция для его настройки велика, но преимущества огромны.
Лучший датчик линейного положения для обратной связи поршня
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v