Bagaimana cara kerja caliper elektronik?

Bagaimana cara kerja kaliper elektronik ini ?:

Saya tahu mereka bekerja dengan mengukur kapasitansi lintasan lari, entah bagaimana. Tetapi bagaimana mereka menggunakan kapasitansi untuk mengukur jarak - apakah ini merupakan hubungan linear dari kapasitansi terhadap jarak, atau ada sesuatu yang terjadi? Ini sangat akurat - spesifikasi ± 0,02mm dari 0-100mm, dan resolusi turun ke 0,01mm. Saya juga terkejut bagaimana ini bisa memenuhi spesifikasi pada titik harga yang sangat rendah - saya mengambil milik saya seharga £ 8 dan mencobanya terhadap beberapa objek umum yang saya tahu dimensi, dan itu memeriksa.

Posisinya terhadap rasio kapasitansi terhadap rasio frekuensi dengan konversi nilai. Kuncinya adalah menggunakan konduktor yang tidak rata dalam kedekatan dua kapasitor. Sirkuit ini memiliki respons yang lambat, tetapi bekerja sangat baik sebagai caliper.

Baru saja bersenang-senang mencoba untuk lingkup sinyal, sesuatu yang sangat funky terjadi di sana.

"Ini halaman web yang bagus" <- halaman itu? salah! tidak apa yang terjadi di sana sama sekali, hanya ada satu sinyal input, bukan dosa dan cos

"Kuncinya adalah menggunakan konduktor yang tidak rata dalam kedekatan dua kapasitor." <- salah lagi

Jika Anda pernah menemukan halaman web di mana seseorang telah benar-benar membuat salinan salah satu dari ini maka saya akan percaya apa yang mereka katakan.

Bagaimanapun ini adalah apa yang saya ukur, tidak dapat menemukan semua info itu dari google

Strip vertikal yang dikelompokkan oleh 8, ini terhubung ke output digital dari chip pada gumpalan, mereka didorong oleh sinyal PWM - mendekati sinewave. 8 fase, periode sinewave 1800us (YMMV), periode pulsa ~ 5.6us. Setiap fase bergeser dengan 1800us / 8 = 225us

Piring penerima menerima summa summarum yang datang melalui stator dengan kopling kapasitif. Sekarang sinyal penerimaan sebagian besar adalah sampah, tetapi puncak sinyal yang sesuai dengan ujung naik pulsa keluaran memang membentuk sinusoid. Fase sinusoid itu tergantung pada posisi stator. Saya menebak pengukuran rx harus waktunya dengan pulsa output, dan kemudian ada beberapa proses sinyal yang funky untuk mendapatkan pergeseran fasa, saya tidak 100% yakin tentang bagaimana melakukan sisi rx ini.

Karena pola stator dan pola pelat tx berulang setiap 5mm itu berarti nilai akhirnya adalah jumlah pengukuran kasar dan halus. Pengukuran kasar adalah hitungan pengulangan 5mm, dihitung dan diingat seperti nilai enkoder biasa, Anda dapat mengacaukan penghitungan ini adalah Anda memindahkan kepala pemindaian pada caliper terlalu cepat, caliper kehilangan 0 point-nya. Pengukuran halus adalah pengukuran pergeseran fasa sinusoid keluaran. Ini dijumlahkan dan ditampilkan pada LCD.

Berikut ini ilustrasi:

Mengapa ini penting?

a) Jika ada yang berhasil menyalinnya ke proyek diy, maka setidaknya saya tidak dapat menemukannya di google. Saya yakin seseorang telah melakukannya sepertinya mereka tidak mempublikasikan proyek mereka. Berarti bahwa untuk item umum seperti itu, informasi caranya tidak ada di luar sana.

b) Kemampuan untuk membuat diy encoders linier yang murah menjadi hal yang penting, misalnya Anda tahu seberapa rentan kegagalan semua printer 3D diy? Itu karena mereka adalah sistem kontrol loop terbuka, selai kecil atau selip dan sistem kontrol tidak tahu di mana robot itu lagi. Sekarang untuk robot industri Anda membeli enkoder linear, satu untuk setiap sumbu. Heidenhein dan 100 perusahaan lain dengan senang hati akan menjual satu untuk Anda ~ 1rb. Sayangnya, penghobi ruang bawah tanah tidak menggunakan anggaran semacam itu. Tetapi mereka dengan senang hati akan membeli (atau membuat, pembuatannya cukup sederhana) encoder linear kapasitif seperti yang digunakan dalam kaliper digital. Jika cara informasi ada di suatu tempat.

Kapasitansi membentuk resolver yang memungkinkan Anda membaca nilai sin dan cos yang bila dibandingkan dengan sinyal master memungkinkan Anda menentukan posisi dengan sangat akurat.