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?

оптопара точнее должна быть

имхо: датчик холла такой точности Вам не обеспечит

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?

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.

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.

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.


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.

Давно, в подобной задаче, только для линейных перемещений, применялась примерно такая компоновка:
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
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

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

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??

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

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.

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.

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

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.

C оптическим датчиком и калибровкой 20um вполне реально.

а если на диск нацепить второй диск большего диаметра, в котором уже делать отверстия и оптопары?

А потом это все к чертям разлетится - скорости-то довольно приличные...

щас колёса делают для сверхзвукового автомобиля - вот там скорости довольно приличные - 150.000 об/с

Как я понимаю, это из области ненаучной фантастики.

и куда на нем? за 2сек в соседнюю деревню за пивом? причем в один конец

Давайте оффтоп прекращать. Не надо фантазий.

Ещё чуть-чуть флуда
absolute encoder capable of 27 bit resolution at 36,000 rev/min.That's 1.2nm resolution at 360km/h
http://www.youtube.com/watch?v=6r2ZThBgSOc

А мне идея с винчестером очень понравилась. Не в том плане, что это наиболее целесообразный пуТЬ. а просто - так сказать полет мысли восхитил.
Кстати всегда было интересно - головка винчестера при перемещении как-то анализирует, куда же она попала, с последующей тонкой подстройкой положения, или же в лоб - DAC выдал нужное напряжение и головка гарантированно на нужной дорожке?

Тогда уж головку от СД привода, она и с зазором работает и может фокусироваться при вибрации. + кусок диска со спец. записью.
Точность будет на пару порядков выше требуемой.

А по делу - щелевые оптопары есть с неплохой точностью, если мало - можно линзу добавить.

"В лоб" - это для дисководов, там не было никакой ОС. Джентльменское соглашение о том, что дисковод отъюстирован производителем и широченные дорожки спасали положение. Разъюстированный накопитель ремонту практически не подлежал.
А у HDD есть сервосистема, сервометки на диске и проч. Подробнее см. в книгах по устройству HDD, например, вот этих:
http://www.epos.ua/view.php/about_pubs_book_seria

В совсем старых HDD типа ST225, CM5508 головки перемащал обычный шаговичок, как в дисководе, и покачать головкой для точной подстройки положения такой накопитель не мог:
http://www.computer-museum.ru/histussr/nmd.htm

Полный OFF. Документация, подробнейшая, на ... польский принтер D100. Очень примечательна тем, что там расписано, в том числе и в виде формул, как управлять печатающей головкой. Ностальгия. Не удержался. Простите:
http://www.fayloobmennik.net/4708858

Может быть поставить два датчика Холла и детектировать положение "баланса" когда метка проходит посередине между ними.
Точность конечно хуже оптики (лазерная головка - вне конкуренции!) но зато нечувствительность к загрязнениям (немагнитным).

Давайте попробуем рассчитать диаметр этого колеса при скорости 1М:
D=C/pi
C=V/rpm
отсюда D=V/rpm*pi=330/150000*3.14=0,0007006369426751592356687898089172 метра=0.7 мм

Резина наверное дорогая.

P.S. Смотря как понимать точку в записи "150.000" Эсли это "сто пятьдесят и три нуля после запятой", то наверное двигатель имеет очень прецизионный регулятор оборотов.

В этих драйвах вопрос решался предельно просто - низкоуровневым форматом после сборки. Куда очередной шаг шаговика попал - там и пишем трек. Погрешности изготовления не мешают, лишь бы не было "болтанки" при позиционировании.

Я сам во времена оны перебирал 20-мегабайтный MFM накопитель Olivetti. Просто на столе, без затей. Пыль правда в комнате осадил немного перед этим увлажнением воздуха при помощи распылителя, и форточку закрыл.

Знакомые примерно так же спасали 40-мегабайтник с дефектом на нулевом треке. Просто сдвинули датчик нулевого трека, потом переформатировали на низком уровне. Бед блок ушел на 3-й трек, где уже был не критичен.