¿Sensores de distancia con precisión de 1 mm?

Estoy haciendo un dispositivo para mediciones. Me gustaría medir la distancia con una precisión de 1 mm. El rango puede ser de 2 cm a 15 cm. Miré a los sensores de proximidad , pero las lecturas mostradas por estos sensores no son constantes.

Deseo medir el grosor de la placa (acero al carbono). Los dos sensores se montarán en una estructura. Los sensores me darán la distancia de la superficie desde el sensor. Luego calcularé el grosor de la placa.

¿Cuáles son los posibles tipos de sensores de bajo costo que puedo usar?

Respondiendo la pregunta:

¿Cuáles son los posibles tipos de sensores de bajo costo que puedo usar?

Existen varios tipos de sensores que pueden proporcionar una precisión de nivel milimétrico. "Bajo costo" es un término muy relativo, por lo que deberá hacer algunas compras según su presupuesto específico.

Sensores ópticos

Aquí se incluyen los del tipo que usted enumeró, aunque es un sensor muy barato que significa más para proporcionar un "sí, algo está frente a mí, muy lejos". También hay sistemas de sensores láser que pueden proporcionar una precisión de nivel milimétrico.

Sensores ultrasónicos

La mayoría de los sensores ultrasónicos tienen una precisión relativamente baja; en el rango de 25,4 mm. Pero algunos sensores de extremo superior tienen una precisión submilimétrica. Algunas son unidades independientes con alta precisión.

Sensores de corriente de Foucault

Estas medidas inducen corrientes de Foucault y proporcionan una precisión increíble .

Medición mecánica

Puede estar implícito en su diagrama, pero no está especificado. Las pinzas son una opción obvia para medir el espesor. Para un enfoque semiautomático, también puede usar sensores de desplazamiento lineal.

Son posibles varias soluciones según sus requisitos exactos.

Sistema de contacto

Este es probablemente el sistema más obvio, que consta de 1 o 2 brazos de palanca que son desviados por la placa. Midiendo la deflexión se pudo determinar el tamaño. El principal inconveniente de esto es que es un sistema de contacto que puede ser un problema dependiendo de su configuración.

Sistema de vídeo

Otra alternativa que sería simple de implementar es un sistema de video. Monta una cámara sobre tu muestra e imagina la placa a medida que pasa. Calibrando la cámara de antemano o montando una escala de línea debajo de la placa, se puede determinar el tamaño. La resolución dependerá de la resolución de la cámara y la escala, aunque creo que 1 mm no debería ser difícil de lograr. Esto es probablemente lo que haría si no quisieras un sistema de contacto.

Localizador Laser

Esto puede ser posible dependiendo de lo que considere de bajo costo. La mayoría de los sistemas se basan en el tiempo de vuelo, lo que limita la resolución a ~ 1 mm. Además, los sistemas más baratos que he visto tienen un rango mínimo de al menos 5 cm, que puede ser demasiado grande para usted.

Interferómetro

También puede ser posible. Sin embargo, los métodos simples de conteo de franjas tienen dificultades al medir los pasos, por lo que probablemente no sean adecuados para medir una placa (a menos que sea infinita). Los métodos de escaneo de frecuencia son posibles, pero probablemente no sean de bajo costo, la velocidad de medición también puede ser un problema dependiendo de la longitud de la muestra y el rendimiento requerido.

No ha indicado si desea obtener lecturas del sensor en una computadora o no. Además, no está claro con qué frecuencia debe realizar esta tarea y cuánto tiempo de configuración se permite por medición.

Si desea hacer una inspección de calidad (si la placa metálica está dentro de los límites de tolerancia), puede considerar el procesamiento de imágenes simple o avanzado. Para el procesamiento simple de imágenes, tome una fotografía desde la vista frontal y mida la distancia entre un extremo de la placa de metal y el otro extremo, o coloque un papel de medición detrás de la placa de metal y tome u observe la imagen para medir. Si tiene un operador humano, probablemente sea una forma simple, solo se puede perder el requisito de precisión, dependiendo de la configuración, por supuesto.

Los sensores de proximidad y otros tipos de sensores pueden verse afectados por el movimiento de la placa de metal, ¿está seguro de que no se mueve?

Si está seguro de la calidad de alineación (que dos superficies son paralelas), puede empujar la placa hacia un lado y usar un micrómetro normal u otro dispositivo de medición.

La [MaxBotix HRLV MaxSonar-EZ][1]línea (estoy viendo EZ4) afirma tener una salida analógica muy estable con una precisión de 1 mm, y tiene algo de documentación de prueba de respaldo para sus afirmaciones. Alrededor de $ 40 / sensor. Me gustaría la versión I2C para eliminar las rarezas analógicas en los circuitos como factor, pero hasta ahora las I2C solo tienen una precisión de 1CM.

El RFD77402 (Qwiic) utiliza un módulo infrarrojo VCSEL (láser de emisión de superficie de cavidad vertical) para medir la cantidad de tiempo que se tarda en rebotar en un objetivo. Esto permite lecturas de milímetros de bajo costo de hasta dos metros.

SparkFun ofrece un tablero de arranque por unos 15 USD.

Estaba buscando otras soluciones a distancia, y me encontré con esta pregunta.

Un sensor que he encontrado que funciona bien es el Sharp GP2Y0E02B (versión digital) (la versión más nueva es el GP2Y0E03). Al configurarlo como un sensor I2C, usando un Arduino, he podido obtener una resolución submilimétrica (0.156 mm - El rango es ~ 630 mm, con una resolución de 12 bits).

Casi no lo creí cuando leí la especificación, así que puse el sensor en un Bridgeport con un objetivo de prueba, y usé esto como 'verdad en el terreno'. Fuera de 50 mm en una prueba simple, el error fue inferior a 0.2 mm; a 100 mm, obtuve un error de 0.4 mm.