电子卡尺是如何工作的?

Question

这些电子卡钳是如何工作的?：

我知道它们是通过测量跑道的电容来工作的。但是他们是如何用电容来测量距离的?电容和距离是线性关系吗?还是有其他的东西在发生?这些都是非常精确的-规格±0.02毫米从0-100mm，分辨率下降到0.01mm。我也很惊讶这些东西怎么能以极低的价格满足规格要求——我买了一款8英镑的，拿它和一些我知道尺寸的普通物品做了对比，结果证明是对的。

Answer 1

它的位置电容比频率值比转换。关键是在两个电容器附近使用图案不均匀的导体。该电路响应较慢，但与卡尺一样有效。

Answer 2

我只是想找点乐子看看这些信号，有些事情真的很奇怪。

“这里有一个不错的网页”<-那个网页?错了!不是这里发生了什么，只有一个输入信号，不是sin和cos

“关键是在两个电容器附近使用图案不均匀的导体。”<——又错了

如果你曾经找到一个网页，有人实际上建立了一个副本，然后我相信他们说。

不管怎样，这是我测量的，从谷歌找不到任何信息

垂直的8条分组，这些连接到blob芯片的数字输出，它们由近似正弦波的PWM信号驱动。8相位，正弦波周期1800us(YMMV)，脉冲周期~5.6us。每个相位平移1800us/8 = 225us

接收极板通过电容耦合得到通过定子的总和。现在接收信号大多是一堆垃圾，但信号峰值对应的输出脉冲上升边缘确实形成一个正弦。正弦信号的相位取决于定子的位置。我猜rx测量必须与输出脉冲计时，然后有一些奇怪的信号处理来得到相移，我不是100%确定如何做这方面的rx。

由于定子图案和tx板图案每5mm重复一次，这意味着最终的值是粗测量和细测量的总和。粗测量是对5毫米重复的计数，计数和记忆就像常规的编码器值，如果你移动卡钳上的扫描头太快，卡钳失去0点，就会打乱这个计数。精细测量是输出正弦信号的相移测量。这些都是总结和显示在LCD上。

下面是一个例子:

为什么这很重要?

a)如果有人把它复制到一个diy项目，那么至少我在谷歌上找不到它。我肯定有人做过，只是他们看起来不像是发表了他们的项目。这意味着，对于这样一个常见的项目，如何操作的信息根本不存在。

b)制作廉价的diy线性编码器的能力是非常重要的，例如，你知道所有的diy 3D打印机有多容易失败吗?这是因为它们是开环控制系统，有一点堵塞或滑移，控制系统不再知道机器人在哪里。对于一个工业机器人，你买一个线性编码器，每个轴一个。Heidenhein和其他100家公司将很乐意以1000欧元的价格出售给你。不幸的是，地下室爱好者没有那样的预算。但他们会很乐意购买(或制造，因为制造足够简单)电容式线性编码器，就像用于数字卡尺的那种。如果获取信息的方法真的存在的话。

Answer 3

电容形成一个解析器，允许你读取sin和cos值，当与主信号比较时，让你非常准确地确定位置。