Измерение линейного перемещения металл. объекта, по принципу металлоискателя Опции

[Andskat]

Здравствуйте!

Я сам не электронщик, к сожалению, но вынужден ставить им задачи, т.к. рынок требует нужные продукты.

Боюсь, что с этой задачей разработчики меня "пошлют", но вдруг кругозор интернета окажется шире. Возможно ли это технически реализовать? Я готов к сотрудничеству.

Мне необходимо контролировать вертикальное перемещение металлической части конструкции относительно горизонтальной (назовем ее неподвижной).

Ультразвук, лазеры, датчики линейного перемещения использовать не получится т.к. всюду грязь (земля, песок и тд).

Я что-то вспомнил металлоискатели и подумал, а нельзя ли попробовать сделать датчик линейного перемещения на этом же принципе.

Вот картинка

https://imgur.com/a/nON9EFJ

Металлическая деталь серого цвета перемещается вертикально. Примерно прикинул расстояния. Электрически обе металлические части (подвижная и неподвижная) связаны между собой и это "земля".

Блок катушек (излучателей) тоже будет покрыт грязью.

Желаемая погрешность измерения перемещения - 3 мм

Прошу прощения, если это кажется бредом

[VNS]

Я сам не электронщик, к сожалению, но вынужден ставить им задачи
Я готов к сотрудничеству.
...вертикальное перемещение металлической части конструкции относительно горизонтальной (назовем ее неподвижной).
...всюду грязь (земля, песок и тд).
Блок катушек (излучателей) тоже будет покрыт грязью.
Желаемая погрешность измерения перемещения - 3 мм

"Неэлектронщик" ставит задачу электронщикам - а кто Вы по образованию?

Сотрудничество подразумевает взаимопонимание на основе общих представлений по виду профессиональной деятельности. Чем Вы собираетесь заниматься? Руководить электронщиками? Много, а точнее, очень много желающих "руководить" - "ставить им задачи"...

Никакие датчики, включая электромагнитные, в грязи неопределённого состава, в которой может быть много воды с примесями солей, не обеспечать требуемую точность.

Единственно достоверную информацию может выдать инерционный датчик, выходной сигнал с которого после математической обработки может быть пересчитан в пройденный путь. Датчики эти доступны, а алгоритмы обработки информации давно известны в профессиональных кругах.

Главная проблема состоит в том, что "поставить задачу" у Вас не получается - для маскировки своего невежества в этой области Вы начали писать с уклоном в сторону общих вопросов, не затрагивая вопросов по своей теме...

[Stanislav]

"Неэлектронщик" ставит задачу электронщикам - а кто Вы по образованию?

Сотрудничество подразумевает взаимопонимание на основе общих представлений по виду профессиональной деятельности. Чем Вы собираетесь заниматься? Руководить электронщиками? Много, а точнее, очень много желающих "руководить" - "ставить им задачи"...

МСМ, не следует писать подобное.
Спрашивающий совета может быть хорошим руководителем и специалистом. Но - не по профилю.
А сам вопрос, на мой взгляд, вполне корректен и правомочен.
В конце концов, формат форума подобное вполне подразумевает.
Жаль только, Автор топика, похоже, на него забил...

А вот беспочвенные предположения и кликушество в технических темах ранее не поощрялось.
Не знаю, как сейчас, поскольку редко теперь сюда заглядываю.

Никакие датчики, включая электромагнитные, в грязи неопределённого состава, в которой может быть много воды с примесями солей, не обеспечать требуемую точность.

На чём основаны Ваши столь определённые утверждения?
К примеру, грязь разве имеет магнитный момент?

Единственно достоверную информацию может выдать инерционный датчик, выходной сигнал с которого после математической обработки может быть пересчитан в пройденный путь. Датчики эти доступны, а алгоритмы обработки информации давно известны в профессиональных кругах.

Вы, вероятно, из этих самых профессиональных кругов. То бишь, коллега.
Про доступные датчики даже не спрашиваю - вероятно, Вы в них уже собаку съели. Но вот по алгоритмам обработки информации к Вам есть профессиональный вопрос.
Скажите, какими методами Вы предлагаете решить задачу Автора темы, используя инерциальные (или инерционные, по-Вашему) датчики?
Всей тонкости математики не прошу - просто дайте наводку на то, как это делается.
Заранее спасибо.

-----------------------------------------------------------------------------------------------

...Не сочтите за труд, растолкуйте, хоть вкратце.

Простите, не прочитал Ваш пост сперва.
Почтеннейше присоединяюсь к просьбе.

[VNS]

...Почтеннейше присоединяюсь к просьбе.

Подобная проблема существовала в сейсмологии, в которой использовались сейсмоприёмники (ССП). Смещение грунта было непредсказуемо по амплитуде, направлению и ускорению. В идеале нужно было получить реальное смещение грунта без преобразования его передаточной характеристикой ССП, который должен иметь бесконечно большую массу для расширения полосы частот смещения в сторону нулевой. Это решалось за счёт использования ООС по смещению относительно опор электронными методами. Об этом даже была статья в журнале и, вероятно, патент USA.
У ТС задача на порядок упрощается из-за одномерного направления движения, параметры которого необходимо контролировать. Представьте, что идёте по длинному качающемуся в поперечном направлении коридору. Можете определять ускорение движения и по нему, ориентировочно, пройденный путь и смещение от центральной осевой линии коридора. Момент резкого изменения ускорения означает удар в ограничители движения самой подвески или препятствие.
Такой "алгоритм" движения по коридору на качающейся палубе легко "синтезировать" Вам, умудрённым опытом", практически или приняв дозу этанола.

Некоторые замечания по способу решения на практике. Начать нужно с выбора простейшего датчика ускорения
https://www.youtube.com/watch?time_continue...p;v=uyxfj-UToJs
Следовательно, получить информацию о смещении легко, а вот разработать и отладить алгоритм сложно. В первую очередь, заказчик должен предоставить полную информацию об условиях и ограничениях работы.
Например:
1. Максимальное ускорение на линейном участке механики;
2. Максимальное ускорение при соприкосновении узлов подвески в крайних положениях механики;
3. Максимальная возможная частота колебательного движения узла или ширина спектра частот;
4. Расстояние между верхним и нижним положением подвески;
5. И т.д. ...

Сообщение отредактировал VNS - Jun 18 2018, 12:15

[prig]

../ Момент резкого изменения ускорения означает удар в ограничители движения самой подвески или препятствие.
...

А кто сказал, что этот удар будет? И даже если будет...
Кстати, Вы об интегрировании что-нибудь слышали?

[VNS]

А кто сказал, что этот удар будет? И даже если будет...
Кстати, Вы об интегрировании что-нибудь слышали?

На эти вопросы должен ответить, по мере возможности, заказчик. Последнее Ваше замечание никакого отношения к обсуждаемой теме не имеет... Очевидно, что об "интегрировании" Вы узнали недавно и интересуетесь насколько об этом известно другим...

А можно чуть конкретнее об этих датчиках и алгоритмах? А то я, похоже, отбился от поезда профессиональных кругов.
Как я понял, Вы имеете в виду акселерометры, выходной сигнал которых - ускорение. Теоретически, проинтегрировав это сигнал дважды, можно получить пройденный путь. Но как быть в реальности с константами? С перемещениями, ускорение при которых ниже чувствительности акселерометров? И вообще с реальными координатами, которые, насколько я понимаю, необходимо помнить. Не сочтите за труд, растолкуйте, хоть вкратце.

На конкретные вопросы ТС, возможно, не сможет ответить. Поэтому придётся постороить прототип системы (Датчик - Контроллер) + механический макет.
Константы должны автоматически калиброваться в соответствии с механическими характеристиками механики. Например, контроллер вычисляет путь заведомо больше верхней или нижней границы пути интегрирования. Следовательно, включается режим калибровки в момент прекращения движения и начала реверсивного движения. Своеобразная автоматическая автокалибровка С перемещениями и ускорением, при которых они ниже чувствительности акселерометров, такой алгоритм работать конечно же не может, но тут заказчик должен назвать условия работы и принять решение.
Если система динамическая, то разработать такую программу возможно. Дополнительно существует схема применения датчика угла поворота подвески, но и там появляются ограничения, связанные с условиями работы...

Сообщение отредактировал VNS - Jun 18 2018, 12:58

[prig]

... Последнее Ваше замечание никакого отношения к обсуждаемой теме не имеет...
...
...включается режим калибровки в момент прекращения движения и начала реверсивного движения.
...

- Ну да, оно имеет отношение к собственно обсуждению.
Вы предлагаете разработать измерительную систему абсолютного значения на основе двойного интегрирования,
и в упор не видите стандартных проблем, которые в принципе присущи решениям на основе интегрирования.

- И как Вы собираетесь определять с помощью акселерометра "момент прекращения движения и начала реверсивного движения"?
О 1-м законе Ньютона слышали? Крайне неприятный закон, сильно осложняющий жизнь любителей двойного интеграла по ускорению.