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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Berührungsschalter ohne Weg


Autor: Michael (Gast)
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Hallo,

ich habe da ein Problem:

Für einen Prüfaufbau möchte ich zwei Flächen relativ zueinander messen. 
Hierzu möchte ich ein 2achs- Linearschrittmotorsystem benutzen, und mit 
einem Taster beide Flächen nacheinander anfahren und durch den 
Schrittunterschied die Flächen vermessen.
Nun zu meinem konkreteb Problem: Ich darf die Flächen mit max 10N 
belasten, um das Teil nicht in der Halterung zu verschieben. Über welche 
Art von Schalter kann ich erreichen, dass die Position mit möglichst 
großer Wiederholgenauigkeit erfasst werden kann? Also ich suche einen 
Berührungsschalter mit möglichst kleinem Schaltweg, oder zumindest sehr 
kleiner Schaltungenauigkeit, um meine theoretische Auflösung von 1,25µm 
nicht zu sehr einzuschränken.
Ich hatte schonmal an einfache zwei Elektroden gedacht, an denen ich den 
Widerstand messe, da die zu messenden Teile metallisch sind, aber ich 
befürchte, dass es da Langzeitprobleme durch Verschmutzung geben könnte.
Ich habe damit wenig Erfahrung, vielleicht hat jemand eine Idee, welches 
Schaltprinzip sich hier anbieten würde.

Schöne Grüße

Michael

Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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>vielleicht hat jemand eine Idee

Ultraschall?
Kennst du "Kantentaster"? 3D-Messmaschinen benutzen sowas.
Da die Flächen metallischer Art sind, könnte auch ein induktiver oder 
kapazitiver Näherungsschalter etwas bringen.

Autor: Pierre (Gast)
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Wie wäre es, da es sich ja um metallische Oberflächen handelt, mit einem 
Wirbelstromsensor? Die sind berührungslos und geeigneter 
Brückenschaltung hälst du den Fehler recht gering.

Gruß, Pierre

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Näherungsschalter, magnische, kapazizive, mechanische Systeme - alles zu 
ungenau.

Ich würde einen Lasersensor nehmen.
Im Prinzip ne Reflexlichtschranke.
An der Halterung:Laserstrahl und Empfänger
Am Objekt: schmaler Schlitz, dahinter eine Spiegelfäche (Abstand je nach 
gewünschter Genauigkeit.

Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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Wenn schon Laser, dann auch gleich ein Interferometer.

>alles zu ungenau.
Zur Genauigkeit wurde ja noch kein Wort verloren.

Autor: Thomas B. (yahp) Benutzerseite
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> Näherungsschalter, magnische, kapazizive, mechanische Systeme - alles zu
> ungenau.

Also mit induktiven Weggebern liegt man schon im Mikrometerbereich, ob 
sich das jetzt auf diese Anwendung umbiegen lässt ist eine andere Frage.


> Wenn schon Laser, dann auch gleich ein Interferometer.

Super Idee. Damit ist er dann gleich Faktor 1000 besser als gefordert.

Autor: Michael (Gast)
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Das mit dem Kantentaster ist schonmal keine schlechte Idee, einen 
elektronischen müsste man ja irgendwie anzapfen können. Ich habe 
allerdings bis jetzt nur welche mit minimal 10mm Durchmesser gefunden. 
Gibt es die auch kleiner, oder kann man die mit einer Tastnase 
verlängern, weil ich in eine 8mm schmale Einbuchtung rein muss.

Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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>Gibt es die auch kleiner, oder kann man die mit einer Tastnase
>verlängern, weil ich in eine 8mm schmale Einbuchtung rein muss.

Die Kugel vorne dran gibt es in verschiedenden Grösse, die Taster selbst 
vermutlich auch in verschiedenen Längen.

http://de.wikipedia.org/wiki/Koordinatenmessger%C3%A4t

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Also wenn ich richtig gelesen habe wollte Michael im Bereich 1,25µm 
abschalten.
Kantentaster habe ich gar nicht gekannt, eben nachgelesen.
Dass induktive Weggeber inzwischen auch so genau gehen wusste ich nicht.

Mich würde interessieren ob es kleine Reflexlichtschranken auf 
Laserbasis gibt wie CNY, sowas könnte ich gut gebrauchen.

Autor: klaus mustermann (Gast)
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Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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>ob es kleine Reflexlichtschranken auf Laserbasis gibt wie CNY

Vermutlich nicht. Sowas baut man dann wohl eher "diskret" auf.
Wozu brauchst du sowas? Reflexlichtschranken sind ja eher 
"Nahfeld-Sensoren" - einen Laser benutzt man eher, um grössere Strecken 
zu überbrücken.

Die 1,25µm hab ich mal wieder überlesen...

Autor: Joerg Miehle (Firma: TU Wien) (pinning)
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Ich kann Dir vorschlagen einen CMOS-Zeilensensor mit gegenüberliegender 
Lichtleiste (im Prinzip LED-Vorhang) zu verwenden. Sowas habe ich gerade 
in Entwicklung, kann Dir aber keine techn. Details nennen 
(Firmengeheimnis). Die Auflösung ist in etwa der Pixelabstand des 
Sensors. Sowas gibt es schon im Handel (frag mal bei Leuze, Balluff 
etc.).Im Prinzip eine hochauflösende Lichtschranke! Falls Du das 
überhaupt einbauen könntest? Ich kenne deinen Aufbau ja nicht im Detail.

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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unsichtbarer WM-Rahul wrote:
>>ob es kleine Reflexlichtschranken auf Laserbasis gibt wie CNY
>
> Vermutlich nicht. Sowas baut man dann wohl eher "diskret" auf.
> Wozu brauchst du sowas? Reflexlichtschranken sind ja eher
> "Nahfeld-Sensoren"

Ich will auf einer Motorwelle eine genaue Position feststellen.
Ich dachte mir ein Laserstrahl ist ja viel dünner, der müsste auch noch
ein Haar ertasten können.

Eben hatte ich noch eine Idee.
Ich habe mal auf einen Piezoschallwandler einen Kunststoffstab geklebt.
Der liefert bei der kleinsten Berührung schon Spannungen über 1V (Bild).
Wahrscheinlich gibt es sowas schon.

Autor: Michael (Gast)
Datum:

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Das mit dem Piezo hört sich auch nicht verkehrt an, aber wenn ich das 
richtig in Erinnerung habe, kann der nur einen kurzen Impuls liefern, 
oder.
Wie kann man den auswerten, reicht da eine OP Schaltung oder muss der 
Eingang extrem hochohmig sein? Hast du die Spannung mit dem Oszi 
gemessen?

Autor: Stefan Gemmel (steg13)
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Michael wrote:
> Das mit dem Piezo hört sich auch nicht verkehrt an, aber wenn ich das
> richtig in Erinnerung habe, kann der nur einen kurzen Impuls liefern,
> oder.
> Wie kann man den auswerten, reicht da eine OP Schaltung oder muss der
> Eingang extrem hochohmig sein? Hast du die Spannung mit dem Oszi
> gemessen?

Normaler OP reicht. Mein Piezo wirkt wie ein 40nF Kondensator
Ja die Spannung habe ich mit dem Ossi gemessen ist nur ein Impuls, aber 
leicht auszuwerten.
Ich habe sowas auch noch nie gemacht. War nur so eine physikalisches 
Gedankenexperiment.

Neben dem Spannungsimpuls ändert sich bei Druck auf den Piezo auch 
dessen Kapazität vielleicht kann man das ausnutzen.

Autor: Lai (Gast)
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Hallo!

ich würde mal mit dem Optischen Pickup eines CD Players spielen,
im Speziellen mit der Focuseinheit ;-)
vorrausgesetzt es handelt sich um eine reflektirende Oberfläche

http://www.repairfaq.org/REPAIR/F_cdfaq1.html#CDFAQ_012
http://www.repairfaq.org/REPAIR/cdt3bp.gif

73

Autor: dose (Gast)
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Am besten geht es mit einem Laserextensometer

ein Laserstrahl tastet die Oberfläche ab, da sparst du auch den 
mechanischen Schlitten weil der Laserstrahl bewegt wird. Auflösung bis 
200nm möglich.

Autor: dernixwois (Gast)
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Wie wärs mit einem absolut Glasmaßstab!
Werden normalerweise im Maschinenbau zur Achs-Steuerung verwendet und 
sind recht genau.

Da es sich um einen absolut Geber handelt brauch der auch nur wenige 
millimeter um zu Referenzieren.
Man könnte dann den Schaltpunkt oder Endpunkt! definieren.

Frag mich aber nicht was sowas kostet.




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