Чем точно выставить угловой ноль на вращающейся детали? Опции

[murmur]

диск диаметром 30 см вращается со скоростью около 20 об/сек. По его окружности есть некая нулевая отметка. Если поставить датчик холла, то какова будет повторяемость срабатывания? хотелось бы не хуже 20 мкм. Подчеркну, важна не угловая величина, а именно в миллиметрах по краю окружности. Если холла не поможет, то каковы на сегодняшний день меются доступные способы?

[cant]

оптопара точнее должна быть

имхо: датчик холла такой точности Вам не обеспечит

Сообщение отредактировал cant - Mar 16 2015, 19:42

[murmur]

ОК, допустим у нас есть оптический датчик, на диске отверстие, меньшего диаметра, чем диаметр фотоэлемента. Тогда длительность импульса при прохождении отверстия будет условно говоря равна диаметру фотоэлемента. Делим этот импульс пополам, а это можно сделать очень прецизионно. Казалось бы - точность стремится к тактовой частоте таймера, а повторяемость - к бесконечности. А на практике? какую повторяемость ждать?

[Alex11]

С холлом Вы, похоже, пролетаете. По крайней мере с готовыми датчиками. Там характерные времена - 1.5 мкс фронт, а Вам нужно точность лучше 1 мкс. Со своими усилителями есть шанс сделать лучше, но возни много. Я бы оптопару поставил, но не готовую, а с быстрым фотодиодом. И диафрагмы щелевые с двух сторон, чтобы фронт светового импульса укоротить.

Опоздал несколько с предыдущим постом. Диафрагмы Вы по-любому 20 мкм не сделаете, так что там будет плавное нарастание и плавное убывание - так что, компаратор ставить обязательно. А дальше все зависит от шумов усилителя, компаратора, питания светодиода и пр.

[Plain]

Одно отверстие в диске, две постоянных оптопары и одна стробируемая — с двух постоянных защёлками таймера каждый раз измеряется текущая скорость, после чего компаратором и защёлкой таймера последовательно стробируется третья, т.е. калибруется ширина щели и её сдвиг при данной скорости.

[jcxz]

а повторяемость - к бесконечности. А на практике? какую повторяемость ждать?

Не очень понимаю значение термина "повторяемость" в контексте данной задачи....
Но вот что мешает решить задачу чисто механически?
Например: через повышающий редуктор передать вращение на измерительный диск, вращающийся с бОльшей скоростью, снизив тем самым требования к точности в N раз?

Или посмотреть в сторону накопителей на жёстких дисках на компе. Посадить такой магнитный диск на ваш вал, записать на него некую сигнатуру и считывать его магнитной головкой
Думаю - плотность записи современных HDD позволит получить и больше 20мкм.
Правда конечно нужна герметичность...
Или может проще - синхронизировать частоту вращения вала вашего устройства с частотой вращения вала HDD если возможно залезть в схему управления двигателем HDD. Далее - снимать сигнал сразу с головки и анализировать сигнатуру.

Диафрагмы Вы по-любому 20 мкм не сделаете, так что там будет плавное нарастание и плавное убывание - так что, компаратор ставить обязательно.

Думаю - проще будет сделать отражающую узкую полоску на матовом тёмном фоне и работать на отражении.
Да и не нужны там щели или полоски шириной 20мкм - в любом случае (как тут уже сказали) чётких фронтов не будет и надо будет после датчика работать с аналоговым сигналом -
компараторы, пороги и т.п.
Или АЦП. А по сигналу с АЦП определять момент перехода от нарастания сигнала (от отражающей полоски) к его убыванию.
Разрешение Вам нужно порядка 1мкс - значит АЦП на неск. мегасэмплов/сек и соответствующий ЦПУ для обработки.

[Abell]

Давно, в подобной задаче, только для линейных перемещений, применялась примерно такая компоновка:

Принцип понятен, отражающий элемент тут за повышающий редуктор работает
Но, за крутость фронта надо платить, в нашем случае платой была сильная чувствительность нестационарного аппарата к вибрациям и очень короткий импульс

[cant]

как вариант - использовать инфокрасный лазер от cd-rom

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%...%B8%D1%81%D0%BA

точности должно хватить с болшим запасом для обеспечения повторяемости результатов

[Слесарь]

Вам нужен DSP, по типу как в оптической мыши, только заточенный на фото распознание микроскопической лазерной проточки на поверхности.
Сейчас у меня энкодер выдает минимум 2300 импульсов за оборот при скорости вращения до 1000 об. мин. это довольно высокое разрешение DSP фото датчика и высокое быстродействие.

[jcxz]

Вам нужен DSP, по типу как в оптической мыши, только заточенный на фото распознание микроскопической лазерной проточки на поверхности.
Сейчас у меня энкодер выдает минимум 2300 импульсов за оборот при скорости вращения до 1000 об. мин. это довольно высокое разрешение DSP фото датчика и высокое быстродействие.

Автору нужно всего-лишь в 20 раз лучше == 47124 дискрет на оборот :-D
DSP - это Digital Signal Processor? А он тут при чём??

[toweroff]

А какой толщины диск?
Я для фрезерного станочка использовал щелевые оптопары RPI-1133, брал у китайцев на али
Т.к. дискретность у станка 0.01мм, то и результат был соответствующий - +/- 0.005мм (пол шага), мерял ИЧ
Раз 50 погонял станок туда-сюда, возвращал в ноль - все четко. Успокоился и забыл

[Lerk]

Есть такая штука, называется СКВТ, на него цепляется АЦПВТ, в итоге получаете угол поворота диска, скорость вращения и проч. плюшки.

PS. Гуглить по AD2S1210, например.

[Слесарь]

Автору нужно всего-лишь в 20 раз лучше == 47124 дискрет на оборот :-D
DSP - это Digital Signal Processor? А он тут при чём??

Я говорил об этом: optical mouse sensor with DSP integration chip that serves as a nonmechanical
motion estimation engine for implementing a computer mouse.

400/800cpi 3000 frames/sec
фотокамера делает 3000 фоток в секунду и по смещению образа микроскопической шероховатости поверхности вычисляет направление и длину перемещения.
Только надо программировать DSP на распознание специальной метки на поверхности.

[rx3apf]

Т.е. всего-то получить инструментарий, разработать и заказать тираж чипов сенсоров. Фигня вопрос, да...

Пост #7 - самое разумное и очевидное решение.

[Velund]

Пост #7 - самое разумное и очевидное решение.

Все бы хорошо... Только тема не до конца раскрыта топикстартером - а в каких условиях этот диск вращается? Аналогичных очищенной от пыли гермозоне харддиска, или в потоке брызг какой нибудь охлаждающей жидкости с абразивными частицами. И какие требования к балансировке диска.