Suche Wegsensor, berührungslos, 0-10mm, >1kHz

[Georg I. (dschi-ai)]

Hallo,

zur Messung der Position eines elektromagnetisch positionierten Körpers 
benötige ich einen Sensor. Der Körper soll im Bereich bis 200Hz 
Kurvenformen fahren (Sinus überwiegend, aber auch Trapez oder Dreieck) 
Eckdaten sind grob:

-Weg ca. 10mm
-Auflösung <0,1mm
-Messrate >1kHz, lieber 10kHz
-Umgebung sauber, geschlossenes Gehäuse
-Zugang zum bewegten Objekt seitlich und einseitig-stirnseitig möglich
-Größenordnung gesamter Aufbau 100x30x30mm³, 300g
-Kosten Sensor <<20€
-Absolute Genauigkeit, Langzeitstabilität und Temperaturabhängigkeit 
sind eher zu vernachlässigen

Was mir als Typen einfallen:
-Induktiv/magnetisch/magnetoresistiv: könnte gehn, ist aber direkt 
(Abstand höchstens 25mm)neben der Positioniereinheit mit gepulsten 
Strömen um 4A nicht der Hit

-Kapazitiv: könnte gehn, könnte gegen das magn. Wechselfeld etwas besser 
ankommen. Aufbau könnte ein zwischen Kondensatorflächen bewegtes 
Dielektrikum sein. Mit dem Kondensator dann Oszillator aufbauen.

-Optisch: entweder Position Sensitive Device (in der Theorie schon mal 
gesehen, aber wohl nicht den richtigen Suchbegriff für kaufbare Produkte 
gefunden) oder stirnseitig angebrachter Reflex-Distanz-Sensor (eher vom 
Typ Triangulation, Laufzeit Sensoren im 10mm Bereich gibts eher nicht) 
oder Linear-Photo-Diode-Array

-resistiv (Poti o.ä.) fällt wegen Verschleiss weg

-Ultraschall sowieso nicht

-Radar auch nicht

So, liebe, üblicherweise ideenreiche, Gemeinde, wer hat schon mal etwas 
in der Richtung gemacht oder kennt einen ähnlichen Anwendungsfall? Für 
Denkanstöße bin ich dankbar, alles ist besser als 20 Lösungen 
ausprobieren zu müssen.

Gruß,
Georg

[Eins der drei ??? (Gast)]

Hi,

der AEDR-8300-Q ist ein optischer, incrementaler(!) Wegsensor und hat 
eine Auflösung von 7 LPmm: http://www.farnell.com/datasheets/20531.pdf
Ich weiß im Moment nicht, ob damit damit Linien oder Linienpaare gemeint 
sind. Kann sein, dass man mit den Sub-Phasen auf 1/30 mm kommt. Man 
braucht einen reflektieren Streifen mit entsprechender Auflösung. Ich 
habe die sogar zufällig hier und Experimente damit gemacht. Die 
Bewegungsgeschwindigkeit darf allerdings max. nur 30k Counts/s sein.

[What a Worst (Gast)]

Schnelle Kamera mit "kleiner" Auflösung von oben? IDS hat gerade neue 
mit USB3.0.

[branadic (Gast)]

LVDT mit Auswertung der Phasenlage der Sekundärsignale statt 
Amplitudendemodulation geht eine Positionserkennung auch in magnetisch 
stark verseuchten Umgebungen, machen wir in einer Pumpe als 
Reluktanzantrieb, allerdings gibt es keine kommerziell erhältliche 
Lösung hierfür und für <20€ Stand heute sowieso nicht.

Eine weitere Möglichkeit könnte auch eine Kamera mit Bildverarbeitung 
(Kantendetektion) sein. Haben wir für die oben genannte Pumpe auch schon 
eingesetzt. Die Messwiederholrate dürfte jedoch kritisch werden und die 
Kosten sicherlich auch, wenn man an die erforderliche Hardware denkt.

Bei den PSDs kannst du mal bei Sitek vorbeischauen. Ob du da mit 20€ 
inkl. Lichtquelle, Strahlengang, analoge Signalvorverarbeitung, 
Digitalisierung, Aufbau- und Verbindungstechnik, Gehäusetechnik und 
digitaler Signalverarbeitung auskommen wirst ist jedoch fraglich. 
Kommerzielle Lösungen sind mit nicht bekannt.

Optisch könnte man noch eine Lösung mit Maßverkörperung andenken, um 
z.B. A/B oder Sinus/Cosinus-Signale zu erzeugen, die man mit einer 
Reflektionslichtschranke detektiert und die Signale anschließend 
weiterverarbeitet. Halte ich momentan für den vielversprechendsten 
Ansatz, mit der größten Chance auf Erfolg.

Kapazitive Lösungen würde ich aufgrund der Umgebung vermutlich nicht 
wählen, auch wenn es CDC-Bausteine gibt, mit denen du einen solchen 
Sensor sicherlich für <20€ bei großen Stückzahlen realisiert bekommen 
kannst.

Über welche Stückzahlen reden wir eigentlich? Bei Stückzahl 1 sind die 
<20€ sicherlich utopisch, wenn du den Entwicklungsaufwand mit 
reinrechnest. Fertige Lösungen wirst du sicherlich nicht finden.

[What a Worst (Gast)]

Bewegst du dich im Uni-Umfeld? Mach deinem Prof klar, dass er mit 20€ 
nicht weit kommst und er zumindest Kohle für nen ordentlichen Sensor 
locker machen soll.

Ist es kommerziell? Dann solltest du gut abwägen zwischen Stückzahl und 
nötiger Manpower, um die 20€ Vorgabe zu halten.

Alles in allem halte ich überhaupt nichts von solchen Vorgaben.

[Md M. (Firma: Potilatormanufaktur) (mdma)]

Ich benutze für ein Hochschulprojekt den ADNS2610 u.ä. aus PC-Mäusen in 
Kombination mit einem 12mm-Objektiv von Conrad (Best.-Nr. 19 08 67) zum 
Messen des optischen Flows. Ist bei mir halt auf Bastel-Niveau, weiß 
nicht, ob das für deine Anwendung reicht. Auflösung ist 400 counts per 
inch und 12 inches per second... grade keine Kopfrechenpower. Gibt aber 
sicherlich auch schnellere.