2D position sensing on piston rods for smart hydraulic cylinders

Optical mouse sensors small, inexpensive, non-contact devices which integrate a CMOS camera and DSP hardware to provide two dimensional displacement mea- surements. This thesis work aims to develop a displacement measurement system on double acting hydraulic cylinders, studying the possibility to obtain an un- certainty on the stroke measurement of about 1ppm or slightly below, with two experimental methods. The first method compensates the sensor sensitivity, that depends on the tracking speed where the sensor acquired its frames and the second method directly compensates the measurement, using absolute references placed in the sensor’s working environment.

I sensori mouse ottici sono dispositivi di piccoli dimensioni, economici e capaci di funzionare in assenza di contatto. Inoltre, integrano al loro interno una fotocamera CMOS ed un processore DSP in grado di fornire una misura dello spostamento bidimensionale. Questo lavoro di tesi ha come obbiettivo quello di implementare i sensori mouse in un sistema di misura dello spostamento su pistoni idraulici a doppio effetto, studiando la possibilita’ di ottenere un’incertezza nella misura della corsa di circa 1ppm o minore, usando due metodi esperimentali. Il primo metodo compensa la sensitivita’ del sensore, che dipende a sua volta dalla velocita’ dell oggetto sul quale il sensore acquisisce i fotogrammi ed il secondo metodo compensa direttamente la misura usando riferimenti assoluti posizionati nell’ambiente dove il sensore lavora.