В данной статье представлен обзор вариантов датчиков для измерения толщины нити, проволоки, линии. Такие датчики можно применять для измерения толщины филамента, интенсивности спектральных линий, числа капель, штрих-меток и  др.  

            В продаже можно найти датчики различные по конструкции и цене:

 Рассмотрим два возможных варианта построения таких датчиков.

Первый вариант, наиболее простой конструктивно, на основе USB камеры.

Для оценки возможностей такого датчика, взял дешевую камеру за 4$ с разрешением 640x480, что позволяет сделать датчик с линейным полем обзора 4 мм.

Такая камера позволяет измерить с погрешностью около 7 мкм и  частотой кадров до 30 Гц.

На основе библиотеки OpenCV написал тест захвата, преобразования и измерения изображения нити толщиной примерно 800 мкм с этой камеры.

 Второй вариант построения датчика на основе линейной CCD микросхемы.

Например, микросхема TCD1304: 3694 пиксель, погрешность 8 мкм, поле обзора 29 мм. Максимальная частота синхронизации TCD1304 составляет 4МГц,частота считывания пикселя - 1МГц, частота кадров 250 Гц.

Датчик на основе микросхемы TCD1304 конструктивно проще сделать на основе следующих микроконтроллеров:

1)     ESP8286 разрядность АЦП 11 бит, частота 0.37 МГц, частота кадров 100 Гц. Параметры получены с использованием прямого обращения к регистрам управления GPIO и SAR.

2)    ESP32, STM32F401 разрядность АЦП 12 бит, частота 1 МГц, частота кадров 250 Гц.

Подключение TCD к указанным микроконтроллерам не требует дополнительных элементов.

Для тестирования данного варианта собрал макет из TCD1304 и ESP8266.