El mejor sensor de posición lineal para retroalimentación de pistón

He estado buscando medir la extensión/retracción de un pistón para registrar y predecir la vida útil del dispositivo. ¿Cuál sería la mejor manera de medir las carreras del pistón?

Hasta ahora, se me han ocurrido las siguientes conjeturas/ideas:

  1. LVDT en paralelo. Esto tiene un costo prohibitivo.

  2. Olla lineal. Me gusta esta idea, pero no he encontrado una fuente decente de soluciones COTS. Ni idea cual es el precio.

  3. Sensor óptico en el pistón, pistón de rayas (retroalimentación similar a un codificador y el entorno es muy limpio). Me imagino que necesitaría agregar interruptores de límite y posiblemente calibrar esta configuración. Esto parece demasiado complicado.

Me imagino que hay otras soluciones por ahí, pero actualmente las ignoro.

Información para el pistón/interfaz: - Carrera de 8 pulgadas - Ambiente limpio con algo de intrusión de polvo (piense en la oficina doméstica, no industrial) - La precisión es aceptable dentro del 10 % de la carrera - Tiempo máximo de actuación de 1 carrera por segundo - La temperatura ambiente es de 20 °C -25C sin mucha variación - El tiempo no es un problema, esto es un experimento - Cuanto más barata sea la solución, mejor. El precio ideal es de $ 5 a $ 10, aunque probablemente no sea realista - Mi objetivo es probar a 10,000 golpes - Una salida absoluta es ideal, pero no completamente necesaria

Como siempre, debe definir qué significa "mejor" en el contexto de su proyecto. ¡No podemos leer tu mente!
"El mejor sensor de posición lineal" depende de su aplicación: ¿Cuánto dura la carrera del pistón? ¿Está el pistón restringido a un grado de libertad o puede, por ejemplo, girar dentro del cilindro? ¿Qué nivel de imprecisión es tolerable? ¿Qué tan rápido se mueve el pistón? ¿Estaría el sensor expuesto a suciedad/agua/grasa? ¿El ambiente es corrosivo? ¿Qué rango de temperatura se espera? ¿Cuántas carreras se espera que dure el sensor? ¿El sensor tiene que producir una salida absoluta? ¿Cuánto dinero y/o tiempo estás dispuesto a dedicarle a esto?
La carrera del pistón es de 8 pulgadas. De hecho, estamos restringidos a 1 grado de libertad. La precisión no me importa, siempre que pueda puedo decir que el pistón se movió. Digamos un 10%. El pistón se mueve en carrera completa a un máximo de 1 segundo por carrera. Habrá una intrusión mínima de suciedad y grasa. El ambiente está limpio y el ambiente está a temperatura ambiente sin mucha variación (no industrial). El tiempo invertido puede ser de aproximadamente un mes, pero tengo acceso a un taller mecánico y, por lo general, se mueve más rápido que la mayoría de los motores. Esto es para durar un mínimo de 10.000 golpes. La salida absoluta es ideal, pero no necesaria.
Y el costo final del widget es crítico. Tenía la esperanza de hacer algunos de estos y el presupuesto es casi inexistente, menos mi tiempo.
@Optimizer: es mejor editar su pregunta para agregar estos detalles en lugar de colocarlos en un comentario (donde son más difíciles de encontrar y tampoco fluyen). Constituyen una declaración más completa de su problema de diseño.
Actualizaré lo antes posible.
@Optimizer ¿son predecibles los límites finales del pistón? ¿Llegará el pistón a estos límites cada vez que se mueva? ¿O puede oscilar entre estos puntos sin alcanzarlos nunca?
No. Podría moverse arbitrariamente dependiendo de lo que determine el sistema de control. Principalmente busco cambios en la dirección y el período de estas oscilaciones.
¿Hay alguna medida paramétrica que puedas hacer? Por ejemplo: si el pistón está atado a un cigüeñal, ¿podría medir el ángulo del cigüeñal e inferir la posición del pistón?
Sí, podría, pero hice esta pregunta más abierta para no limitar las opciones y la creatividad de todos. Aunque ahora que lo menciona @pgvoorhees, esa es otra solución. La longitud actual de la carrera tiene un ángulo único en relación con el sistema, por lo que montar un resolver/codificador en un extremo del pistón podría ser un método para determinar la longitud a partir del ángulo.
Si es una opción, le permite tener una amplia selección para elegir.
Sí lo hace. Agradezco esa entrada. Abrió la lista de productos que estaba mirando.

Respuestas (1)

Usaría un sensor de distancia/telémetro ultrasónico o un sensor de distancia IR basado en paralaje .

Ambos tienen una baja precisión, pero si solo necesita el 10 % de 8"/203,2 mm, lo que equivale a 0,8"/20,32 mm, deberían ser suficientes. Otras desventajas incluyen la susceptibilidad al ruido ultrasónico/IR (ambos) y la salida no lineal (principalmente el sensor IR) que debe compensarse en el software.

Las ventajas son bajo costo, fácil disponibilidad, operación libre de desgaste sin contacto y rendimiento absoluto.

¿Supongo que no tiene un número de parte para el sensor de distancia IR o le importa explicar el mecanismo detrás del sensor?
@Optimizer Ya vinculé la hoja de datos de dicho sensor como ejemplo. Funciona iluminando la superficie a detectar y luego midiendo el ángulo de cualquier luz reflejada. i.imgur.com/1Ilauwfh.jpg
¡Eso es genial! Y sí, el enlace no funcionó en mi teléfono, pero no lo vi. Gracias.
Tal vez optar por un codificador rotatorio pueda ayudarlo a detectar la posición real del pistón. Busque en el sensor basado en el efecto Hall AMS5048. La inercia para configurarlo es grande, pero los beneficios son enormes.
El mejor sensor de posición lineal para retroalimentación de pistón
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v