Question:
Comment puis-je mesurer électroniquement l'inclinaison / la compression d'une pince ou d'une pince crocodile?
OrCa
2013-06-18 21:21:48 UTC
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Je voudrais mesurer électroniquement la largeur (vraiment la compression / extension) à laquelle les lames constitutives d'un objet ont été étirées. Ou bien, je pourrais mesurer un autre paramètre que je peux ensuite mapper au déplacement par calibrage des données.

En particulier, j'ai affaire à un outil miniature (quelques cm de long) dont le contour ressemble à un alligator- clip (ou pince). Considérez donc quelque chose comme l'un ou l'autre des objets de l'image ci-dessous.

Comment puis-je suivre / mesurer électroniquement l'espacement ci-dessous à une résolution d'environ 0,1 mm sur une étendue à pleine échelle d'environ 10 mm ?

Je ne peux penser à aucun transducteur ou phénomène que je pourrais mapper à ce mouvement et obtenir une résolution aussi fine. Par exemple:

  • Peut-être que je peux mesurer la capacité de la plaque parallèle - serait-ce assez précis dans ce scénario?

  • Ou peut-être pourrais-je placer un ressort entre les deux mâchoires et mesurer la compression - mais comment pourrais-je mesurer la compression du ressort?

  • CV n'est pas une option viable car je souhaite rendre le capteur suffisamment compact pour que je puisse enregistrer les données où je veux.

measure

EDIT: Mise à jour avec une illustration ajoutée basée sur la réponse de @Michael Karas et la suggestion de @Matt Young. enter image description here

Attachez-le à un [pied à coulisse extérieur numérique] (https://www.google.com/search?q=digital+outside+caliper)?
@AndreKR: Excellente idée mais ce serait peut-être un peu trop gros. Idéalement, je souhaite faire du clip lui-même le capteur et avoir une sorte de transducteur attaché à l'extrémité supérieure ou inférieure du clip, et enregistrer les données in situ. Je vais peut-être regarder pour voir s'il existe une variante de cet étrier extérieur qui est plus compacte.
Trois réponses:
Michael Karas
2013-06-18 23:27:53 UTC
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Je pense que vous voulez vous pencher sur de petites jauges de contrainte. Les jauges de contrainte sont un élément résistif qui modifie la résistance en fonction de très petits changements de la contrainte longitudinale introduite dans l'élément de capteur. Ceux-ci sont généralement constitués d'un matériau de support de type plastique avec des boucles de matériau résistif imprimées dessus. Généralement, un capteur est composé de deux éléments résistifs en série comme un diviseur de tension. Ceux-ci sont ensuite câblés dans un circuit en pont qui est surveillé via un amplificateur d'instrumentation.

Les capteurs sont souvent constitués d'un bâton sur de la colle pour les fixer au substrat. Dans le cas de quelque chose comme votre clip d'allégateur, vous pouvez utiliser deux capteurs juste attachés le long de la longueur extérieure de l'ensemble de clip d'allégateur.

C'était ma première pensée, mais le PO ne précise pas ce que ces choses vont saisir. Si l'ouverture doit être suivie sans qu'un objet ne soit saisi, les mâchoires ne seront pas sollicitées et une jauge de contrainte ne fournira aucune information utile.
@Michael: C'est une excellente idée. Mais j'essaie de comprendre: supposons que je devais attacher ces éléments résistifs sur les faces extérieures de la pince crocodile. Et supposons que le clip saisisse un objet, disons un câble de 6 mm de diamètre. Il y aurait évidemment une force appliquée à cause de l'objet entre les bras de la pince, mais longitudinalement LE LONG de la surface de chaque bras, il n'y aurait pas de tension, n'est-ce pas? Ou est-ce que je ne comprends pas où l'élément de jauge de contrainte doit être placé?
@MattYoung: Oui, le clip serait en effet utilisé pour saisir des objets rigides, et mesurer leur variation d'épaisseur dans le temps. Le capteur en forme de clip dans mon cas serait un moyen naturel de permettre à l'objet de se dilater ou de se contracter.
@OrCa Vous voudrez mettre les jauges de contrainte de chaque côté de la pince crocodile, à l'extérieur et juste au-dessus du point de pivot pour une tension maximale. Avoir deux vous donnera une compensation de température. Vous devrez également tenir compte de la non-linéarité du ressort qui maintient les mâchoires fermées.
@MattYoung: Quelque chose comme ce qui précède? (Voir ma nouvelle illustration ajoutée dans la question). Mais les éléments de jauge se sont rapprochés de «C» et «D», de manière à se centrer exactement sur le point de pivot idéalement, je suppose.
Répondre à @MattYoung - Oui, les jauges de contrainte pourraient être utilisées pour détecter à quel point les mâchoires de la pince crocodile sont ouvertes. Ce que vous mesureriez en fait, c'est la contrainte de flexion imposée dans le bras de mâchoire de l'agrafe induite par le ressort de l'agrafe. Une fois que cela a été placé dans un système, un étalonnage serait effectué pour enregistrer les lectures prises à partir de la jauge de contrainte pour plusieurs positions des mâchoires telles que [fermé, 1/3 ouvert, 2/3 ouvert et complètement ouvert]. Ces points de données seraient enregistrés comme points de référence. Ensuite, pendant le fonctionnement réel, la lecture du capteur serait (suite)
(suite de ci-dessus) pris et ensuite vérifié quel ensemble de points d'étalonnage il se trouvait entre les deux. Une interpolation linéaire serait alors effectuée dans cette plage pour déterminer la position d'ouverture réelle de la mâchoire. Selon le degré de non-linéarité de la position de la mâchoire par rapport à la position du capteur, plus de points d'étalonnage ou moins seraient nécessaires. Notez que l'idée de la jauge de contrainte ne serait pas utile pour tout type de mesure de composant «libre» ou «libre». Il serait bon de mesurer la contrainte de flexion dans un morceau de matériau imposée par une force appliquée.
@MichaelKaras: Vos commentaires sont notés. On dirait que cela fonctionnera bien. Même si la déformation détectée n'était pas linéaire par rapport au déplacement d'ouverture de la mâchoire, je pourrais effectuer un pré-étalonnage comme indiqué. L'étalonnage serait facile en utilisant, par exemple, les mâchoires d'un pied à coulisse placées entre le clip.
@MichaelKaras: En ce qui concerne l'élément de jauge réel, que diriez-vous de quelque chose comme ce produit Omega 1 axe, puisque je ne mesurerai la déformation que longitudinalement ?: [Omega SGD-1.5 / 12] (http://www.omega.com/ ppt / pptsc.asp? ref = SGD_LINEAR1-AXIS) (Bien que celui-ci ne soit pas livré avec un adhésif.)
@OrCa - Oui, c'est l'idée d'une jauge de contrainte à un seul axe. Vous auriez à expérimenter avec lequel serait la taille appropriée pour votre application. Remarquez sur l'image que vous avez lié la façon dont l'élément résistif fait des boucles d'avant en arrière - cela est fait pour obtenir un effet multiplicateur pour combien l'élément résistif est étiré ou compressé. Celui illustré place 26 éléments à travers la zone de contrainte.
@MichaelKaras: Ah c'est chouette; Je n'ai pas remarqué cela - je me demandais comment ils le rendaient plus sensible au stress. (Lorsque j'applique une contrainte sur un morceau de fil standard, sa résistance ne change pas du tout.)
@MichaelKaras: Je profiterais de deux jauges (l'une comprimée tandis que l'autre est étirée) dans le sens où je pourrais annuler les effets de température et aussi obtenir le double de la sensibilité pour chaque volt d'excitation si j'utilise une configuration en demi-pont comme dans [this schématique] (http://www.sensorland.com/Images/SG-007.gif). Suis-je bien compris?
@OrCa - Dans le cas du scénario de type pince crocodile, les deux capteurs fonctionneraient tous les deux dans le même mode (compression). Pour en faire fonctionner un dans le mode opposé, il faudrait que vous le placiez à l'intérieur du bras de la mâchoire où le serrage de la mâchoire tente d'étirer le matériau. --- Cela conduit à la réalisation que la pince crocodile verra l'étirement du matériau le long des côtés de chaque mâchoire et la compression uniquement le long du haut extérieur (bas) des bras de la mâchoire. Si votre capteur est trop large et finit par s'enrouler sur les côtés, cela pourrait réduire la détection de singles nets.
@MichaelKaras: Vous avez. (J'avais oublié que je plaçais les jauges sur deux bras séparés). Et merci pour l'avertissement concernant la largeur du capteur.
@MichaelKaras: Et avec tout cela à l'esprit, fondamentalement, la SEULE raison pour laquelle les deux jauges sont placées sur deux bras est l'annulation de l'effet de la température. Alors que si je devais placer quatre jauges, une en haut et en bas de CHAQUE bras, je serais également capable de doubler efficacement la sensibilité par volt d'excitation.
BobT
2013-06-18 22:09:02 UTC
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Je regarderais un capteur flexible tel que celui-ci de Sparkfun. La résistance varie en fonction de la quantité de flex. Vous pouvez le monter comme une boucle en «U» à l'intérieur de vos ciseaux afin que lorsque les ciseaux s'ouvrent ou se ferment, le capteur se plie en un «U» plus serré ou plus lâche.

Malheureusement, selon mon expérience, ces capteurs flexibles et étirés ne fournissent pas la précision dont j'ai besoin, et il semble également y avoir une dérive au fil du temps.
Nathan Goings
2013-06-19 10:05:08 UTC
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Un micro potentiomètre peut fonctionner selon la configuration de votre outil. ... Je suis vraiment nouveau dans ce domaine



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Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 3.0 sous laquelle il est distribué.
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