角度傳感器的工作原理
本文已影響9.91K人
本文已影響9.91K人
角度傳感器的工作原理,温度傳感器按測量方式可分為非接觸式和接觸式兩種,是指能感受到一定的温度,然後轉換成可輸出信號的一種傳感器。那麼你知道角度傳感器的工作原理是什麼嗎?
角度傳感器的工作原理:利用角度變化來定位物體位置。角度傳感器用來檢測角度的。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。
角度傳感器適用於汽車,工程機械,宇宙裝置、導彈、飛機雷達天線的伺服系統以及注塑機,木工機械,印刷機,電子尺,機器人,工程監測,電腦控制運動器械等需要精確測量位移的場合。
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。原理非常簡單:如果馬達運轉,而齒輪不轉,説明你的機器已經被障礙物給擋住了。
此技術使用起來非常簡單,而且非常有效;唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑(或者説打滑次數太多),否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題,這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它:在驅動輪旋轉的過程中,如果惰輪停止了,説明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的:控制手臂,頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是,當運行速度太慢或太快時,RCX在精確的檢測和計數方面會受到影響。事實上,問題並不是出在RCX身上,而是它的操作系統,如果速度超出了其指定範圍,RCX就會丟失一些數據。
Steve Baker用實驗證明過,轉速在每分鐘50到300轉之間是一個比較合適的範圍,在此之內不會有數據丟失的問題。然而,在低於12rpm或超過1400rpm的範圍內,就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的範圍內時,RCX也偶會出現數據丟失的問題。
角度傳感器在軍事上的應用
大家熟知的火炮是利用火藥燃氣壓力等能源拋射彈丸,口徑等於和大於20毫米的身管射擊武器。火炮通常由炮身和炮架兩大部分組成。早在1332年,中國的元朝就在部隊中裝備了最早的金屬身管火炮:青銅火銃。火炮通常由炮身和炮架兩大部分組成。火炮射擊時對炮牀傾角的要求很高,利用角度傳感器設計的數字式象限儀,可明顯提高校正炮牀的速度,降低操作難度。
角度傳感器是作為炮彈發射的準確性,穩定性提供最大的幫助。大家都知道火炮身管用來賦予彈丸初速和飛行方向,炮尾用來裝填炮彈,炮閂用以關閉炮膛,擊發炮彈。
如今炮架由反後坐裝置、方向機、高低機、瞄準裝置、大架和運動體,角度傳感器等組成,而反後坐裝置用以保證火炮發射炮彈後的復位,方向機和高低機用來保證火炮發射炮彈後復位,方向機和高低機用來操縱炮身變換方向和高低,瞄準裝置由角度傳感器,瞄準具和瞄準鏡組成,用以裝定火炮射擊數據,實施瞄準射擊,大架和運動體用於射擊時支撐火炮,行軍時作為炮車。
角度傳感器通常也即旋轉編碼器,內部在軸上安裝有光柵,通過軸的旋轉,切割光柵,舉例説,若未360脈衝的產品,則每圈輸出360脈衝,則一個脈衝代表1°,還有絕對值型的旋轉編碼器,輸出信號是固定對應角度的,輸出二進制,BCD或格雷碼等。
還有一種就是霍爾式的角度傳感器,主要是通過磁場來檢測角度變化。RB100系列角度傳感器是一款運用 Triais (三軸霍爾)技術的獨立傳感器芯片為核心設計的一款可編程的角度傳感器。
傳統的平面霍爾技術僅僅能感應垂直於芯片表面的磁場強度;而 Triais 三軸霍爾既可以感應垂直方向也可以感應平行與芯片表面的磁場強度。這是通過在 CMOS 芯片表面沉積一層集磁材料 IMC(以附加的後續工序)來實現的。
該芯片可以感應與芯片表面平行的磁場,配合上合適的磁路,感應出旋轉範圍在 0 到360 度的絕對角度位置。結合合適的信號處理,小型磁鐵(徑向磁化)的磁場在芯片表面上方旋轉,其強度可以通過非接觸式的方式測量(如圖所示)。角度的信息可以通過磁場的兩個矢量分量(例如 Bx 和 By)計算得到。
RB100系列角度傳感器採用三軸霍爾技術,並且霍爾信號通過一個差分的全模擬處理鏈進行處理,使用了經典的漂移電壓消除技術(霍爾元件四相位旋轉和斬波放大器)。能夠達到14Bit的分辨力(數字信號)。
並且由磁場間隙變化,温度變化以及老化等因素引起的磁場強度變化都將等同作用於兩個信號上,因此得到的角度信號本身就有自適應補償的'特點。這一特性使得本芯片相對於傳統的線性霍爾芯片,在温度變化下精確度得到很大的提高。
所以相對於傳統的光柵角度傳感器,RB100系列霍爾傳感器也有優勢
如果把角度傳感器連接到馬達和輪子之間的任何一根傳動軸上,必須將正確的傳動比算入所讀的數據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上,馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是説,角度傳感器轉三週,主動輪轉一週。
角度傳感器每旋轉一週計16個單位,所以16*3=48個增量相當於主動輪旋轉一週。我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是,每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子,直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位),因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。
已知量都有了:齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然後再乘以256。我們總結一下。稱R為角度傳感器的分辨率(每旋轉一週計數值),G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一週角度傳感器的增量。即:I=G×R
在例子中,G為3,對於樂高角度傳感器來説,R一直為16.因此,我們可以得到:
I=3×16=48
每旋轉一次,齒輪所經過的距離正是它的周長C,應用這個方程式,利用其直徑,你可以得出這個結論。
C=D×π
在我們的例子中:
C=81.6×3.14=256.22
最後一步是將傳感器所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T,使用下面等式:
T=S×C/I
如果光電傳感器讀取的數值為296,你可以計算出相應的距離:
T=296×256.22/48=1580 距離(T)的單位與輪子直徑單位是相同的.
無接觸角度傳感器
無觸點角度傳感器,又稱無接觸電位器,廣泛應用於工業自動化設備、工程機械、紡織機械、造紙印刷機械、石化設備、國防工業等自動控制設備的水平和旋轉角度的測量,也適用於拉絲機等作張力傳感器。
超濾淨水器工作原理
空氣淨化器的原理與作用
工作態度怎麼寫:寫工作態度示例分析
温度傳感器組成部分
安全工器具的管理制度
即熱式電熱水器的工作原理是怎樣的
手機上的傳感器與主要作用
怎麼處理消極工作態度的員工
淨水器原理及作用
角度傳感器原理 角度傳感器原理介紹
取暖器的工作原理 取暖器的危害
工作態度和工作滿意度的關係
八大傳感器的位置和作用
空調傳感器的作用
手機磁場傳感器什麼作用
宣傳工作管理制度
手機傳感器的作用有什麼
蒸汽吸塵器工作原理
手機中傳感器的作用
冰箱温度傳感器壞了有什麼特徵
感應水龍頭工作原理與優缺點
加濕器工作原理
空氣能熱水器的優缺點和工作原理
手機傳感器的作用是個什麼
價值角度提升員工幸福感的新研究
企業如何管理好員工工作態度
手機傳感器的作用是什麼
氣動角閥工作原理是什麼
燃氣熱水器工作原理
温度傳感器怎麼使用
機械腕錶的工作原理分析
光電煙感工作原理
空氣能熱水器的工作原理是什麼