距离传感器的精度为1毫米？

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我正在制作测量设备。我想在1毫米的精度范围内测量距离。范围可以是2厘米到15厘米。我查看了接近传感器，但这些传感器显示的读数不稳定。

我希望测量板（碳钢）的厚度。这两个传感器将安装在结构上。传感器会给我与传感器的表面距离。然后，我将计算板的厚度。

什么是可能的类型的低成本传感器可以使用吗？

传感器排列

— 只是好奇
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您好JustCurious，欢迎来到engineering.SE。这是一个有趣的问题，但是拥有更多信息会有所帮助。您正在测量之间的距离。例如，干涉式传感器将为您提供比1 mm高得多的精度，但仅适用于某些表面。低成本的最佳选择可能是汽车后保险杠中使用的接近传感器类型。

— 克里斯·穆勒

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JustCurious，您仍然没有真正提供足够的信息来获得理想的答案。特别是，您可能要描述目标，而不是步骤。例如，您要建造移动机器人，3D打印机还是测量工具？是否允许接触式传感器。为什么要尝试在2cm至15cm的范围内测量1mm的精度？

— regdoug

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@regdoug为什么传感器在机器人或3D打印机上很重要？听起来您在想些答案。您为什么不就两种不同方法的优缺点发表答案？这将使答案对于不在这个确切项目上工作的其他人有价值。

— hazzey

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我真的没有一个答案，但是我说的主要原因是，机器人可能不得不处理更复杂的运动和物体，而不是说传感器只需要对3D打印机之类的工具进行调零。或刀具。我还感觉到JustCurious没有针对此传感器的完整性能要求列表，因此详细介绍应用程序可能会使答录器更好地了解可能需要什么。

— regdoug

@JustCurious，您表示尝试的传感器信号不稳定。为什么会这样呢？距离在变化吗？您是否查看过信号的直方图，S / N比或rel.standard-deviation是什么？

— rul30

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回答问题：

我可以使用哪些低成本传感器？

有几种类型的传感器可以提供毫米级的精度。“低成本”是一个非常相对的术语，因此您需要根据您的特定预算进行一些购物。

光学传感器

这里包括您列出的类型的传感器，尽管它是一种非常便宜的传感器，但更多的是要提供“是的，在我眼前，是遥远的东西”。也有可以提供毫米级精度的激光传感器系统。

超声波传感器

大多数超声波传感器具有相对较低的精度。在25.4毫米范围内但是某些高端传感器具有亚毫米级的精度。有些是高精度的独立装置。

涡流传感器-

这些测量感应的涡流并提供令人难以置信的准确性。

机械测量

您的图表可能暗含了它，但未指定。卡尺是测量厚度的明显选择。对于半自动方法，您还可以使用线性位移传感器。

— 塞缪尔
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根据您的确切要求，可能有各种解决方案。

接触系统

这可能是最明显的系统，由1个或2个杠杆臂组成，这些杠杆臂被板偏转。通过测量挠度，可以确定尺寸。这样做的主要缺点是它是一个接触系统，根据您的设置可能是个问题。

影像系统

易于实现的另一种选择是视频系统。将相机安装在样品上方，并在样品通过时对其成像。通过在手前校准相机或在平板下方安装线刻度尺，即可确定尺寸。分辨率将取决于相机的分辨率和刻度，尽管我认为1毫米应该不难实现。如果您不需要联系系统，这可能就是我会做的。

激光测距仪

这些可能取决于您认为的低成本。大多数系统是基于飞行时间的，因此将分辨率限制为〜1 mm。另外，我见过的最便宜的系统的最小范围至少为5厘米，这可能对您来说太大了。

干涉仪

也可能。但是，简单的条纹计数方法在测量台阶时会遇到困难，因此可能不适合测量平板（除非是无限的）。频率扫描方法是可行的，但可能并非低成本，测量速度也可能是一个问题，具体取决于样品长度和所需的通量。

— 尼瓦格
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您尚未说明是否要将传感器读数输入计算机。此外，还不清楚您需要执行此任务的频率，以及每次测量允许多少设置时间。

如果要进行一些质量检查（金属板是否在公差范围内），则可能需要考虑简单或高级图像处理。为了进行简单的图像处理，请从正视图拍摄图片，并测量金属板一端到另一端之间的距离，或者在金属板后面放一张测量纸，然后拍摄或观察要测量的图片。如果您有人工操作，这可能是一种简单的方法，取决于设置，可能只是缺少精度要求。

接近传感器和其他类型的传感器可能会受到金属板运动的影响，您确定它没有运动吗？

如果您确定对齐质量（两个表面平行），则可以将板推到一侧，然后使用常规的千分尺或其他测量设备。

— 古尔坎·切廷
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该[MaxBotix HRLV MaxSonar-EZ][1]生产线（我正在寻找EZ4）声称具有非常稳定的模拟输出，精度为1mm，并且有一些支持性的测试文档。约40美元/传感器。我希望使用I2C版本，以消除电路中的模拟怪异因素，但是到目前为止，I2C版本仅达到1CM精度。

— 吉诺玛·迈克（Kinoma Mike）
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RFD77402（Qwiic）使用红外VCSEL（垂直腔表面发射激光器）模块来测量从目标反弹所需的时间。这使得低成本的毫米读数可达两米。

英国威廉希尔SparkFun提供一个突破板，如15美元。

— 布莱恩·里奇
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在寻找其他距离解决方案时，遇到了这个问题。

我发现一个很好的传感器是Sharp GP2Y0E02B（数字版）（新版本是GP2Y0E03）。使用Arduino将其配置为I2C传感器，我已经能够获得亚毫米分辨率（0.156毫米-范围约为630毫米，具有12位分辨率）。

阅读规范时，几乎不相信它，所以我将传感器放在带有测试目标的Bridgeport上，并将其用作“地面真理”。在简单的测试中达到50毫米，误差小于0.2毫米；在100毫米处，我得到约0.4毫米的误差。

— 芦荟
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