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角度傳感器的基本原理及應用

2021-5-10  閱讀(1767)

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角度傳感器的定義

 

角度傳感器是指能感受被測角度并轉換成可用輸出信號的傳感器。角度傳感器,顧名思義,是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔,可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時,軸每轉過1/16圈,角度傳感器就會計數一次。

 

往一個方向轉動時,計數增加,轉動方向改變時,計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時,它的計數值被設置為0,如果需要,你可以用編程把它重新復位。

 

通過計算旋轉的角度可以很容易的測出位置和速度。當在機器人身上連接上輪子(或通過齒輪傳動來移動機器人)時,可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉換成速度,你也可以用它除以所用時間。

 

實際上,計算距離的基本方程式為:距離=速度×時間

 

由此可以得到:速度=距離/時間

 

磁敏角度傳感器

 

磁敏感角度傳感器采用高性能集成磁敏感元件,利用磁信號感應非接觸的特點,配合微處理器進行智能化信號處理制成的新一代角度傳感器。

 

特點:無觸點、高靈敏度、接近無限轉動壽命、無噪聲、高重復性、高頻響應特性好。

 

優(yōu)點:

 

1、磁鋼位置未對準自動補償;

 

2、故障檢測功能;

 

3、非接觸位置檢測功能,是滿足苛刻環(huán)境應用需求的理想選擇。

 

應用領域:

 

1、工業(yè)機械、工程機械建筑設備、石化設備、醫(yī)療設備、航空航天儀器儀表、國防工業(yè)等旋轉速度和角度的測量.

 

2、汽車電子腳踩油門角位移,方向盤位置,座椅位置,前大燈位置;

 

3、自動化機器人,運動控制,旋轉電機轉動和控制.

 

電容式角位移傳感器

 

電容式角位移傳感器用于測量固定部件(定子)與轉動部件(轉子)之間的旋轉角度,因其具有結構簡單,測量精度高,靈敏度高,適合動態(tài)測量等特點,而被廣泛應用于工業(yè)自動控制。

 

一般來說,電容式角位移傳感器由一組或若干組扇形固定極板和轉動極板組成,為保證傳感器的精度和靈敏度,同時避免因環(huán)境溫度等因素的改變導致介電常數、極板形狀等的間接變化,進而對傳感器性能產生不利影響,對傳感器的制作材料、加工工藝以及安裝精度提出了較高要求,為了克服電容角位移傳感器的局限性,國內外科學工作者進行了長期的大量研究工作,其主要思想方法是將傳感器設計成差動結構。

 

傳感器系統(tǒng)原理框圖如圖所示:

 

敏感元件檢測反映角度位置的電容值,是傳感器的初始轉換單元,測量單元采用了*的抗雜散微小電容檢測電路,將電容值轉換為電信號,智能部件的主要功能是通過比例式算法計算出角位移量,最后由接口部件輸出角度計算結果。

 

傾角傳感器

 

傾角傳感器經常用于系統(tǒng)的水平測量,從工作原理上可分為“固體擺”式、“液體擺”式、“氣體擺”三種傾角傳感器,傾角傳感器還可以用來測量相對于水平面的傾角變化量。

 

傾角傳感器基本原理

 

理論基礎就是牛頓第二定律,根據基本的物理原理,在一個系統(tǒng)內部,速度是無法測量的,但卻可以測量其加速度。

 

如果初速度已知,就可以通過積分計算出線速度,進而可以計算出直線位移。所以它其實是運用慣性原理的一種加速度傳感器。

 

當傾角傳感器靜止時也就是側面和垂直方向沒有加速度作用,那么作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。

 

隨著MEMS 技術的發(fā)展,慣性傳感器件在過去的幾年中成為最成功,應用*泛的微機電系統(tǒng)器件之一,而微加速度計就是慣性傳感器件的杰出代表。

 

作為最cheng熟的慣性傳感器應用,現在的MEMS 加速度計有非常高的集成度,即傳感系統(tǒng)與接口線路集成在一個芯片上。

 

傾角傳感器把MCU,MEMS加速度計,模數轉換電路,通訊單元全都集成在一塊非常小的電路板上面??梢灾苯虞敵鼋嵌鹊葍A斜數據,讓人們更方便的使用它。

 

其特點是:硅微機械傳感器測量(MEMS)以水平面為參面的雙軸傾角變化。輸出角度以水準面為參考,基準面可被再次校準。

 

數據方式輸出,接口形式包括RS232、RS485和可定制等多種方式??雇饨珉姶鸥蓴_能力強。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(來源:網絡,版權歸原作者)

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