1mm 정확도의 거리 센서?

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측정 장치를 만들고 있습니다. 1mm의 정확도 내에서 거리를 측정하고 싶습니다. 범위는 2cm ~ 15cm입니다. Proximity Sensors를 살펴 봤지만이 센서에서 표시되는 수치는 안정적이지 않습니다.

플레이트 (탄소강)의 두께를 측정하고 싶습니다. 두 개의 센서가 구조물에 장착됩니다. 센서는 센서와 표면의 거리를 알려줍니다. 그런 다음 판의 두께를 계산합니다.

사용할 수있는 저비용 센서 에는 어떤 유형이 있습니까?

센서 배열

— JustCurious
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안녕하세요 JustCurious, 엔지니어링에 오신 것을 환영합니다. 이것은 흥미로운 질문이지만 더 많은 정보를 갖는 것이 도움이 될 것입니다. 당신은 사이의 거리를 측정하고 있습니까? 예를 들어 간섭계 센서는 1mm보다 훨씬 높은 정확도를 제공하지만 특정 표면에서만 작동합니다. 저렴한 비용으로 가장 좋은 방법은 자동차의 후면 범퍼에 사용되는 근접 센서 유형일 것입니다.

— Chris Mueller

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JustCurious, 당신은 여전히 훌륭한 답변을 얻기에 충분한 정보를 제공하지 않았습니다. 특히 단계가 아닌 목표 를 설명 할 수 있습니다 . 예를 들어, 모바일 로봇, 3D 프린터 또는 측정 도구를 만들고 있습니까? 접촉 센서가 허용됩니까? 왜 2cm ~ 15cm 범위에서 1mm 정확도로 측정하려고합니까?

— regdoug

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@regdoug 센서가 로봇이나 3D 프린터에있는 경우 왜 문제가됩니까? 대답이 마음에 든 것 같습니다. 왜 당신은 몇 가지 다른 방법의 장단점에 대한 답변을 게시하지 않습니까? 이렇게하면이 정확한 프로젝트를 수행하고 있지 않은 다른 사람들에게 유용한 답이 될 것입니다.

— hazzey

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나는 실제로 해답을 생각하지 않지만, 내가 말한 주된 이유는 로봇이 3D 프린터와 같은 도구를 제로하는 데만 필요한 경우보다 더 복잡한 동작과 물체를 처리해야 할 수도 있기 때문입니다. 또는 절단기. 또한 JustCurious에는이 센서에 대한 성능 요구 사항이 확실하게 정리되어 있지 않으므로 응용 프로그램을 자세히 설명하면 응답자가 필요한 것을 더 잘 이해할 수 있습니다.

— regdoug

@JustCurious, 시도한 센서 신호가 안정적이지 않다고 말했습니다. 왜 그런가요? 거리가 바뀌 었습니까? 신호의 히스토그램을 보았습니까? S / N 비율 또는 상대 표준 편차는 무엇입니까?

— rul30

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질문에 대답하기 :

사용할 수있는 저비용 센서에는 어떤 유형이 있습니까?

밀리미터 수준의 정확도를 제공 할 수있는 여러 유형의 센서가 있습니다. "저비용"은 매우 상대적으로 사용되는 용어이므로 특정 예산에 따라 쇼핑을해야합니다.

광학 센서

여기에 나열된 유형의 것들이 포함되어 있지만 매우 저렴한 센서이기 때문에 "그렇습니다. 밀리미터 수준의 정확도를 제공 할 수있는 레이저 센서 시스템 도 있습니다.

초음파 센서

대부분의 초음파 센서는 상대적으로 정확도가 낮습니다. 25.4mm 범위에서. 그러나 일부 고급 센서 는 밀리미터 미만의 정확도를 갖습니다. 일부는 정확도가 높은 독립형 장치 입니다.

와전류 센서

이것들은 유도 와전류를 측정 하고 놀라운 정확도를 제공합니다 .

기계적 측정

다이어그램에서 암시 될 수 있지만 지정되지 않았습니다. 캘리퍼 는 두께 측정을위한 확실한 선택입니다. 반자동 접근의 경우 선형 변위 센서를 사용할 수도 있습니다.

— 사무엘
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정확한 요구 사항에 따라 다양한 솔루션이 가능합니다.

연락 시스템

이것은 아마도 가장 명백한 시스템 일 것이며, 플레이트에 의해 편향되는 1 개 또는 2 개의 레버 암으로 구성됩니다. 처짐을 측정함으로써 크기가 결정될 수있다. 이것의 주요 단점은 설정에 따라 문제가 될 수있는 접촉 시스템이라는 것입니다.

비디오 시스템

구현이 간단한 또 다른 대안은 비디오 시스템입니다. 샘플 위에 카메라를 장착하고 통과하는 플레이트를 이미징합니다. 손으로 카메라를 보정하거나 플레이트 아래에 선 눈금을 장착하여 크기를 결정할 수 있습니다. 해상도는 카메라의 해상도와 스케일에 따라 다르지만 1mm를 달성하기는 쉽지 않습니다. 이것이 당신이 접촉 시스템을 원하지 않는다면 아마 내가 할 것입니다.

레이저 거리계

이들은 저렴한 비용으로 생각하는 것에 따라 가능할 수 있습니다. 대부분의 시스템은 비행 시간을 기준으로하므로 분해능이 ~ 1mm로 제한됩니다. 또한 내가 본 가장 저렴한 시스템의 최소 범위는 최소 5cm이며 너무 클 수 있습니다.

간섭계

가능할 수도 있습니다. 그러나 간단한 프린지 카운팅 방법은 단계를 측정 할 때 어려움이 있으므로 플레이트를 측정하는 데 적합하지 않을 수 있습니다 (무한한 경우 제외). 주파수 스캐닝 방법도 가능하지만 저렴한 비용에 속하지는 않을 것입니다. 필요한 샘플 길이와 처리량에 따라 측정 속도도 문제가 될 수 있습니다.

— 니 바그
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센서 판독 값을 컴퓨터로 가져올 지 여부는 밝히지 않았습니다. 또한이 작업을 얼마나 자주 수행해야하는지, 측정 당 얼마나 많은 설정 시간이 허용되는지는 확실하지 않습니다.

금속판이 공차 범위 내에 있는지에 대한 품질 검사 를 수행하려는 경우 단순 또는 고급 이미지 처리를 고려할 수 있습니다. 간단한 이미지 처리를 위해 정면에서 사진을 찍고 금속판의 한쪽 끝과 다른 쪽 끝 사이의 거리를 측정하거나 금속판 뒤에 측정지를 놓고 측정 할 그림을 찍거나 관찰하십시오. 작업자가 사람이라면이 방법은 아마도 간단한 방법 일 것입니다. 물론 설정에 따라 정확도 요구 사항 만 놓칠 수 있습니다.

근접 센서 및 기타 유형의 센서는 금속판의 움직임으로 인해 영향을받을 수 있습니다. 움직이지 않습니까?

정렬 품질이 확실하다면 (두 표면이 평행 한 경우) 플레이트를 한쪽으로 밀고 일반 마이크로 미터 또는 기타 측정 장치를 사용할 수 있습니다.

— 구르 칸 체틴
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이 [MaxBotix HRLV MaxSonar-EZ][1]라인 (EZ4를보고 있습니다)은 1mm 정확도로 매우 안정적인 아날로그 출력을 가지고 있으며, 해당 주장에 대한 일부 지원 테스트 문서를 보유하고 있습니다. 약 $ 40 / 센서. 회로에서 아날로그 이상한 점을 제거하기 위해 I2C 버전을 원하지만 지금까지 I2C 버전은 1CM 정확도에 불과합니다.

— 키노 마 마이크
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RFD77402 (Qwiic)는 적외선 VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 모듈을 사용하여 대상을 반사하는 데 걸리는 시간을 측정합니다. 이를 통해 최대 2 미터의 저렴한 밀리미터 판독이 가능합니다.

SparkFun은 15 USD와 같은 브레이크 아웃 보드를 제공합니다.

— 브라이언 리치
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다른 거리 솔루션을 찾고 있었고이 질문을 발견했습니다.

내가 찾은 센서는 Sharp GP2Y0E02B (디지털 버전)입니다 (최신 버전은 GP2Y0E03). Arduino를 사용하여 I2C 센서로 구성하면 밀리미터 이하의 해상도 (0.156 mm-범위는 ~ 630 mm, 12 비트 해상도) 를 얻을 수있었습니다 .

스펙을 읽을 때 거의 그것을 믿지 않았으므로 테스트 대상이있는 브리지 포트에 센서를 놓고 이것을 '지상 진실'로 사용했습니다. 간단한 테스트에서 50mm까지 오차는 0.2mm 미만이었습니다. 100mm에서 약 0.4mm 오류가 발생했습니다.

— 아실 루 맥스
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