Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Funktionsprinzip digitaler Messschieber?
Hallo,
ich hab mir vor kurzem einen digitalen Messschieber zugelegt.
Irgendwie hab ich mich gewundert wie der so genau messen kann.
Hat jemand eine Ahnung wie der Funktioniert? So viel ist da ja gar nicht drann ;-)
Gruß, Sonic
Gleylancer
07.10.2004, 18:30
Hi
Soweit mir bekannt, werden kleine Stäbe oder vertiefungen (horizontal und vertikal) geätzt oder geschnitten. Ein Schallkopf tastet das dann ab und errechnet daraus dann die Position. Im Grunde genommen nichts anderes als ein abgetasteter Greycode.
MFG Gley
ne leider nicht ,-(
Ich meinte so einen, die Führungsflächen sind alle einsehbar da ist nichts zu erkennen.
http://cgi.ebay.de/ws/eBayISAPI.dll?ViewItem&category=46377&item=3842942626&rd=1#ebayphotohosting
Aber in dem Link steht auch die Lösung ;-) <- kapazitiv ->
Hätt ich auch vorher finden können ;-)
Gruß, Sonic
Hast Du Dir das Gerät eimal angesehen?
Es sitzt bei dem Gerät ein Schieber auf einem Skalenstab.
Kannst Du ein wenig genauer beschreiben um welche Komponenten oder Verfahren es sich handelt?
Meine Schublehre (Schubleere? Meßschieber) hat übrigens in Bereitschaft etwas viele Knopfzellen gefressen und hat jetzt einen Mirkobatterie-Halter unten auf dem Schieber.
Manfred
Der Messschieber besteht grob gesagt aus 4 Teilen
- dem Grundkörper mit einer Führungsnut im Rücken (Skalenstab)
- und dem verschiebbaren Teil das in der Nut läuft (Schieber)
- Auf dem Schieber ist eine Blackbox mit der Digitalanzeige
- Und, vielleicht interessant, das schwarze mit den gelben Zahlen ist eine Plastikeinlage (Dielektrikum)?
Bis auf das Kästchen mit der Anzeige und der Plastikeinlage ist alles absolut genauso wie bei einem normalen Messschieber den man so kennt.
Kapazitiv ist ja schön und gut, aber das bedeutet ja das irgendwo ein Kondensator versteckt ist der sich beim Verschieben ändert. Den kann ich aber nirgends entdecken ;-( Hat die Plastikschiene vieleicht eine sich kontinuierlich ändernde Dielektrizität? Kann ich mir nicht vorstellen, das wär bestimmt noch teurer gewesen...
EDIT: das Foto kam erst jetzt ,-( aber ich glaube wir haben den gleichen ;-) Das mit der Batterie ist eine wirklich gute Idee, ich glaub das mach ich auch.
Also wenn ich mir die Batterie so anschaue wundere ich mich das es dein Flugzeug von Japan zurück nach Deutschland geschafft hat. Ich muss da glaube ich unbedingt auch mal hin ;-)
Gruß, Sonic
1. Die Reihenfolge der Postings ist ewtas schief.
2. Die Fulgzeuge werden immer besser.
3. Das Thema ist doch: Wie klappt das mit der Auflösung? Der Skalenstab hat eine Skala, die per Nonius abgelesen werden muß. Das klingt etwas altmodisch aber die Hundertsel werden nur so gehen.
Wenn man den Meßkopf aufklappt, dann sieht man eine Anordnung , die einem Nonius entspricht. Ich habe das Prinzip noch nicht im Detail untersucht, aber es gibt eigentlich nur die sichtbare Millimeterskala die dafür in Frage kommt über der auch gleich eine periodische Anordnung (von Sensoren?) angebracht ist.
Manfred
...aber es gibt eigentlich nur die sichtbare Millimeterskala die dafür in Frage kommt über der auch gleich eine periodische Anordnung (von Sensoren?) angebracht ist.
Manfred
Wir haben doch nicht den gleichen ;-(
Meine Skala sieht anders aus als deine, die Skala geht bis 150mm, danach ändert sie sich in Designaspekte. Ich kann aber trotzdem den Schieber noch ein paar cm weiterschieben. Er funktioniert trotzdem, auch ohne Skala.
Aber eines ist mir aufgefallen deine Skala scheint auf Metall gedruckt zu sein. Meine befindet sich auf einem Plastikstreifen, ich bin ziemlich sicher das der etwas damit zu tun hat. Könnte es sein das dort in bestimmten Abständen etwas mit einer anderen Dielektrizität darin eingebettet ist?
Meiner Meinung nach arbeitet er inkremental, wenn man den Schieber schnell genug verschiebt, kommt es vor, dass er Schritte verliert. D.h. in der Position 0mm zeigt er auf einmal 0,12 o. ähnliches an.
Gruß, Sonic
PS: Wenn sich meine Schwester nicht die Digicam gekrallt hätte würde ich Bilder davon machen.
EDIT: !Gedankenblitz!
Kan es sein, dass der Plastikstreifen die Blende für die von Gleylancer angesprochenen Vertiefungen ist? Die könnte man doch mit so einer Sensoranordnung wie in deinem Bild detektieren, oder?
Hallo,
ich meine mich erinnern zu können, dass diese Dinger induktiv arbeiten.
Dazu müsste die Plastikeinlage ein Ferritwerkstoff sein und die Elektronik einen Oszillator haben, dessen frequenzbestimmende Spule je nach Stellung des Schiebers eine bestimmte Induktivität hat. Die Frequenz wird gemessen und dann in mm umgerechnt und angezeigt. Aus diesem Grund ist es auch egal, wie schnell der Schieber bewegt wird und es würde auch den recht hohen Stromverbrauch erklären (Oszillator läuft immer).
Ähnlich gleicht man auch Spulen z.B. in MW-Radios ab. Dort sitzt die Spule auf einen Ferritstab. Wird sie darauf bewegt, ändert sich die Induktivität und damit die Abstimmfrequenz.
Grüsse,
Oliver
Das Gerät das ich habe ist etwa 8 Jahre alt da können Designänderungen schon aufkommen.
Ich bin mir sicher, dass es eine periodische Anordnung ist und höchstwahrscheinlich periodisch in einem Millimeter. Die Skala scheint mir der einzige Weg zu sein, diese hohe Auflösung über die Strecke zu erreichen.
Soweit alles klar. Überschneidung mit okay69: die kontinuierliche Abstimmung über die Länge ohne Millimeterraster erscheint mir unwahrscheinlich. Die Auflösung bis zum Skalenende ist 15000, da ist eine Periodizität mit einer Auflösung von 100 wahrscheinlicher.
Ob optisch kapazitiv oder induktiv das ist für mich noch offen.
Der nächste Schritt könnte sein, mit einer nichtleitenden undurchsichtigen Folie, die man über die Skala schiebt, festzustellen, ob die Skala optisch abgetastet wird.
Entsprechend mit einem Streifen Alufolie die optische und elektrische Abtastung zu verwirren (testen).
Bitte kein Risiko der Beschädigung eingehen.
Manfred
Induktiv, weis nicht, alle induktiven Messgeräte die ich kenne sehen anders aus, spuliger und eher wie Taster. Ich kann auch nicht erkennen das da eine Spule um den Schieber wäre ;-( In der Produktbeschreibung steht ja auch "kapazitives Messsystem".
Und vor allem, er verliert ja Schritte wenn man schnell genug hin und her schiebt...
Das mit der Folie hab ich ausprobiert. Keine Änderung der Funktion, keine verlorenen Schritte, alles i.O. Die Skala ist zum Ablesen sowieso nicht geignet. Die ist reine Zierde und hat 0,5cm Schritte...
Ich tippe immer noch auf Vertiefungen, würde ja auch mit dem Noniussensor funktionieren. Leider ist die Plastikschiene genietet, also ohne Zerstörung nicht aufzubekommen ;-(
Gruß, Sonic
Wir haben ja weiter oben ein Foto auf dem 48 regelmäßtig angeordnete Elektroden am Meßkopf sind, die von der Rückseite kontaktiert sind.
Nachdem es schon Äußerungen gibt, daß es kapazitiv sein soll...
Kapazitiv könnte man damit etwas anfangen, wenn darunter in Nonius-Art eine periodische Struktur aus leitendem oder dieletrischem Material liegt, die eine um 1/48 abweichende Raumfrequenz (Wellenlänge) hat.
Da bei meinem alten Gerät die Halterung für die Plastikschine hinten geschaubt ist habe ich einmal daruntergesehen und festgestellt, dass es ich um einen ca.0,5mm Plastikstreifen handelt, der in eine U-förmige Stahl-Schiene eingebettet ist. Die Stahlschiene ist geschliffen und an der Oberfläche homogen ohne erkennbare Struktur.
Damit fällt für mich der Verdacht eine Struktur zu tragen doch wieder auf die Plastikschiene. Wenn nicht auf der Skala dann im Material.
Manfred
Die Teile haben doch normalerweise einen Knopf, mit dem man an beliebiger Stelle auf "Null" stellen kann. Dadurch fällt doch der am Anfang genannte 'Grey-Code' schonmal flach!
Grüsse, Martin
Würde das nicht funktionieren?
1. Eine Seite des Kondensators wird aus der Rückseite des Schiebers gebildet.
2. Die Rückseite hat eine sich periodisch ändernde Höhenstruktur oder eine Struktur in der Plastikschiene.
3. Die Noniussensoranordnung aus deinem Bild bildet die andere Seite des Kondensators. Also viele kleine besser gesagt.
Dann müssten die kleinen Kondensatoren je nach Position andere Werte annehmen die ausgelesen werden könnten.
Was mir noch aufgefallen ist, in deinem Bild über der Noniusstruktur ist ja noch eine einzelne größere Fläche. Könnte das ein Referenzkondensator sein? Die vielen kleinen Kondensatoren könnten zusammen die gleiche Fläche haben wie die einzelne große, oder?
Ok, Manf hat grad ziemlich das gleiche geschrieben. Ich glaub dann haben wir das Rätsel gelöst ,-)
Gruß, Sonic
Die Teile haben doch normalerweise einen Knopf, mit dem man an beliebiger Stelle auf "Null" stellen kann. Dadurch fällt doch der am Anfang genannte 'Grey-Code' schonmal flach!
Umrechnen von absolut auf relativ kann das Gerät grundsätzlich immer, aber einen Greycode braucht es nicht.
Es spricht von Prinzip her vieles dafür (so auch die Äußerung oben), dass das Gerät inkremental arbeitet.
Manfred
Die Posts gehen etwas durcheinander in der Reihenfolge. Also der große ist der Rückschluß vom Kopf über die kleinen in die Skala und zurück in den Kopf.
Was für eine Struktur ist es denn jetzt eine elektrische (leitend) oder eine dielektrische?
Manfred
Letzter Versuch, ich hab ein winziges Tröpfchen Wasser, wirklich winzig, auf die Plastikschiene gegeben.
Ergebnis war das mein Schieber auf einmal total verrückt gespielt hat, und zwar da wo sich ein hauchdünner Wasserfilm gebildet hat.
Da Wasser ja eine hohe Dielektrizität hat ist das Rätsel somit glaube ich gelöst, oder?
Gruß, Sonic
In 3,5h 14 Posts, das erinnert mich an eine Diskussion zum Thema Entfernungsmessung, so macht es Spaß.
Ich nehme schon an daß das Dielektrikum periodisch ist. Eine kunststoff Zahnstange mit hohem Dielektrikum ausgegossen mit niedrigem Dielekrtikum. Das Wasser spricht dafür und mir ist es so recht. Wenn doch noch jemand eine Idee hat wie man es bestätigen kann, dann wäre es natürlich ganz toll.
Manfred
...
Die Posts gehen etwas durcheinander in der Reihenfolge. Also der große ist der Rückschluß vom Kopf über die kleinen in die Skala und zurück in den Kopf.
Da hast du wohl recht ;-)
Was für eine Struktur ist es denn jetzt eine elektrische (leitend) oder eine dielektrische?
Manfred
Ich kann auf meiner Schiene gar keine Struktur erkennen. Elektrisch leitend würde ja bedeuten das die Kontakte auf der Schiene sichtbar sein sollten. Sind sie nicht. Das Bild des Sensors lässt ja auch erkennen das die Platine komplett lackiert ist.
Deswegen vermute ich stark das in der Schiene eine dielektrische Struktur ist.
Gruß, Sonic
In 3,5h 14 Posts, das erinnert mich an eine Diskussion zum Thema Entfernungsmessung, so macht es Spaß...
Manfred
Welche übrigens noch nicht beendet ist. Ich denk jedesmal drann wenn ich am Teile suchen bin. Sobald ich die Mechanik und einen passenden Spiegel usw. zusammen hab mach ich da weiter, ich denke da kommt noch was bei raus ;-)
Gruß, Sonic
Elektrisch leitend würde ja bedeuten das die Kontakte auf der Schiene sichtbar sein sollten.
Der Meßkondensator kann auch eine metallische Zahnstange abtasten (Plattenabstand), oder eine Platikzahnstange mit Metallpulverbeimengung, die dann eigentlich schon Material mit hohem Dielektrikum ist. Der Meßstreifen ist in jedem Fall zu einem abwaschbaren Streifen konstanter Dicke komplettiert.
Manfred
Genau, das waren auch meine ersten Gedanken...
Gruß, Sonic
farmerjo
09.10.2004, 21:29
Das er beim Schnellen Schieben durcheinander kommt hat eher mechansiche Aspekte. Drück mal vorsichtig mit etwas Kraft den Messschieber in Nulllage weiter zusammen, wetten er zeigt einen negativen Wert. Das kommt daher, dass sich die beiden Messschneiden etwas verformen. Auch kann es sein dass man den Dreck auf den Messschneiden mit mißt, meist reicht es aus diese mit dem Finder abzuwischen. Praktisch alle modernen Messschieber arbeiten absolut.
Gruß Johann!
...Das kommt daher, dass sich die beiden Messschneiden etwas verformen
....
Gruß Johann!
Mechanische Verformung ist klar, aber mehrere Milimeter?
Soviel wars bei mir, das mit dem Drücken bringt bei mir ein paar Hundertstel. Ich glaub schon das das am schnellen Bewegen über die gesamte Länge lag...
Gruß, Sonic
farmerjo
10.10.2004, 09:15
Ok, bei mehreren mm kann das nicht sein. Inkrementale Messschieber hab ich zumindestens lange nicht mehr gesehen und in Katalogen gibt es die eigentlich auc nicht mehr. Vielleicht gibt es so was noch bei Billiganbietern. Grade was QS an geht sind die da mittlerweile sehr pingelig.
Ich hab noch immer ein ganz normalen ohne Elektronik, geht ja auch auf 1/10 ohne Probleme und meistens sind die Leute nur zu faul oder wissen nicht wie man so was handhabt:-).
Gruß Johann!
Muss zugeben das mit dem Nonius hab ich auch erst durch diesen Thread erfahren, aber zu meiner Seligsprechung muss ich sagen ich hab sowas vorher auch noch nie gesehen geschweige denn in der Hand gehabt ;-)
Gruß, Sonic
Inkrementale Messschieber hab ich zumindestens lange nicht mehr gesehen und in Katalogen gibt es die eigentlich auc nicht mehr.
Es geht hier um die ganz normalen elektronischen digitalen Meßschieber und um deren Funktionsprinzip. (Sie heißen nicht inkrementale Meßschieber.)
Gibt es einen Hinweis darauf, dass solche auch mit absolutem Maßstab gibt? Es wäre zumindest für die Funktion nicht erforderlich. Genauer als ein absoluter Nullpunkt ist das Nullstetzen, das dann auch Additionen und Subtraktionen von Meßwerten gestattet.
Manfred
farmerjo
10.10.2004, 13:27
http://www.industrie-messmittel.de/messtechnik/messschieber/digital.asp
gibt es verschiedene absolute Messschieber. Das mit dem inkremental war auf das Prinzip bezogen.
Der absolute Vorteil an absoluten Messschiebern liegt darin, dass man sehr schnell merkt wenn die kaputt sind. Wenn man ihn anmacht und zusammenschiebt muss er null anzeigen. Wenn er das nicht tut, stimmt was nicht. Im geringsten sind Messschnäbel dreckig, oder was ihn in die Tonne befördert es hat sich was verformt. Damit wäre das Messmittel im Rahmen einer Qualitätssicherung nicht mehr einsetzbar. Ist zwar im Grunde nur für die Industrie von bedeutung aber wer sich da schon mal mit der Iso 9002 und so auseinander gesetzt hat weiß was das mittlerweile für ein Bimborium ist.
Gruß Johann!
Ich habe das Funktionsprinzip leider immer noch nicht richtig verstanden. Und zwar habe ich einen Messschieber zerlegt und zum Vorschein kam die Platine mit den vielen kleinen Pads. Unter dem Aufkleber des festen Schenkels waren Kupferflächen zu sehen. Beim Stöbern im Netz kam ich dann auf folgendes Bild: http://www.yadro.de/pics/dro-interface-pcb.jpg . Ich kann mir jetzt aber nicht richtig vorstellen, wie die Auswertung funktioniert. Ich schildere mal meine "Vermutung":
-Der IC sendet ein hochfrequentes Signal zum Bauteil "2".
-Dieses Signal wird auf die roten "T"s ("6") gekoppelt
-Die einzelnen Pads ("3") befinden sich je nach Position des Schiebers
über einem "T" oder eben nicht und bilden somit ggf. einen kleinen
Kondensator durch Überlagerung Pad<->T
-Jede überlagerung gibt eine Kapazitätsänderung -> Registrierung und
Umwandlung dieser Änderung im IC ->Spannungsimpulse -> Rückschluss auf
Position
Was macht dann aber "7" ? Oder Ist das nicht-leitendes Material?
Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen und die Vermutung ggf. berichtigen.
zumindest zum kapazitiv messenden Meßschieber steht hier was:
http://www.wilke.de/guntherspage/view.php?we_objectID=414
Jango1987
16.07.2009, 10:24
Hi leute.. also ich habe auch so einen oder ähnlichen digitalen Meßschieber. Aber:
1) ich kann den so schnell hin und her schieben, wie ich will.. der verliert nichtmal 0,01mm egal wie schnell.
2) Ich hab eine Taste, um "Zero" einzustellen
was spricht überhaupt dagegen eine Absolute Messung zu haben zB. einen Gray-code, wenn es eine "Zero-Taste" gibt? er muss sich die Position doch nur als Offset merken.
Außerdem: Wenn ich den Meßschieber in ausgeschaltetem Zustand verschiebe, zeigt er mir beim Einschalten den Richtigen Wert an, allerdings mit einer Abweichung von bis zu +/- 0,05mm
Spricht für mich ebenfalls für eine Absolute Messung.
gruß Jango
Es spricht ziemlich viel gegen einen Code, egal, welcher Codierung.
Um eine Länge von sagen wir mal 200 mm in 1/10 aufzulösen, müssen 2000 Codeschritte erzeugt werden. Das entspricht einer 2er-Potenz von etwa 2048, was widerum einem Exponenten von 11 ergibt (2^11=2048).
Damit müßte der Code 11 Spuren haben, was sich in dem kleinen Schieber kaum realisieren läßt, zumindest nicht für die paar Euro.
Eher halte ich eine kapazitive Messung für wahrscheinlich, wo im Stator eine Platte zu einem Keil ausgeformt ist und darüber eine Platte im Schieber als Kondensator bewegt werden. Mit einer Doppelkeilplatte ergäbe sich ein Differentialkondensator, mit dem auch eine Temperaturkompensation mögllich wäre.
Besserwessi
17.07.2009, 16:12
Bei einer festen Codierung muß man das nicht unbedingt digital machen. Der Code kann auch Teilweise Analog funktionieren. Z.B. 5 Spuren als digitaler Code und dann noch eine analoge Interpolation für die restlichen 6 Bits.
11 Spuren auch nicht unmöglich. Da hätte man je Spur gut 1 mm Platz. Das ist noch nicht besonders klein, so dass es dadurch teurer werden müßte.
Das ist mir schon klar, daß es auch mit einer gemischten Codierung geht.
Der Fragesteller hat aber nach der Verwendung von Gray-Code gefragt.
Interessant wärs schon, das genaue Prinzip der Chinaschätzeisen rauszufinden. Für sehr präzise Robotposizionierung wäre das ne feine Sache.
ich mein, Positionierung von Aktoren (versteht sich)
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