角度传感器的原理及应用

角度传感器的原理及应用

角度传感器是指能感受被测角度并转换成可用输出信号的传感器。角度传感器,望文生义,是用来检测角度的。它的身体中有一个孔,能够配合乐高的轴。当连结到RCX上时,轴每转过1/16圈,角度传感器就会计数一次。


  往一个方向转动时,计数增加,转动方向改动时,计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时,它的计数值被设置为0,假如需求,你能够用编程把它重新复位。


  经过计算旋转的角度能够很容易的测出位置和速度。当在机器人身上衔接上轮子(或经过齿轮传动来挪动机器人)时,能够根据旋转的角度和轮子圆周数来推断机器人挪动的间隔。然后就能够把间隔转换成速度,你也能够用它除以所用时间。


  实践上,计算间隔的根本方程式为:间隔=速度×时间


  由此能够得到:速度=间隔/时间


 磁敏角度传感器


  磁敏感角度传感器采用高性能集成磁敏感元件,应用磁信号感应非接触的特性,配合微处置器停止智能化信号处置制成的新一代角度传感器。


  优点:

  1、磁钢位置未对准自动补偿;

  2、毛病检测功用;

  3、非接触位置检测功用,是满足苛刻环境应用需求的理想选择。


  应用范畴:

  1、工业机械、工程机械建筑设备、石化设备、医疗设备、航空航天仪器仪表、国防工业等旋转速度和角度的丈量.

  2、汽车电子脚踩油门角位移,方向盘位置,座椅位置,前大灯位置;

  3、自动化机器人,运动控制,旋转电机转动和控制.


 电容式角位移传感器


  电容式角位移传感器用于丈量固定部件(定子)与转动部件(转子)之间的旋转角度,因其具有构造简单,丈量精度高,灵活度高,合适动态丈量等特性,而被普遍应用于工业自动控制。


  普通来说,电容式角位移传感器由一组或若干组扇形固定极板和转动极板组成,为保证传感器的精度和灵活度,同时防止因环境温度等要素的改动招致介电常数、极板外形等的间接变化,进而对传感器性能产生不利影响,对传感器的制造资料、加工工艺以及装置精度提出了较高请求,为了克制电容角位移传感器的局限性,国内外科学工作者停止了长期的大量研讨工作,其主要思想办法是将传感器设计成差动构造。


  传感器系统原理框图如图所示:



  由敏感元件、丈量电路、智能部件与接口部件构成,敏感元件的构造所示如图1,丈量部件由选择单元、鼓励源和电荷检测单元组成;智能部件由I/O单元、A/D单元、滤波单元、角度计算单元等组成;接口部件由电流输出单元、RS232通讯单元等组成。


  敏感元件检测反映角度位置的电容值,是传感器的初始转换单元,丈量单元采用了先进的抗杂散微小电容检测电路,将电容值转换为电信号,智能部件的主要功用是经过比例式算法计算出角位移量,最后由接口部件输出角度计算结果。


  倾角传感器


  倾角传感器经常用于系统的程度丈量,从工作原理上可分为“固体摆”式、“液体摆”式、“气体摆”三种倾角传感器,倾角传感器还能够用来丈量相关于程度面的倾角变化量。


  倾角传感器根本原理


  理论根底就是牛顿第二定律,依据根本的物理原理,在一个系统内部,速度是无法丈量的,但却能够丈量其加速度。


  假如初速度已知,就能够经过积分计算出线速度,进而能够计算出直线位移。所以它其实是运用惯性原理的一种加速度传感器。


  当倾角传感器静止时也就是侧面和垂直方向没有加速度作用,那么作用在它上面的只要重力加速度。重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角就是倾斜角了。

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