角度传感器怎么测角度啊？
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发布时间：2022-04-20 05:25
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时间：2023-08-10 05:24
角度传感器的工作原理
角度传感器的工作原理，温度传感器按测量方式可分为非接触式和接触式两种，是指能感受到一定的温度，然后转换成可输出信号的一种传感器。那么你知道角度传感器的工作原理是什么吗？
角度传感器的工作原理1
角度传感器的工作原理：利用角度变化来定位物体位置。角度传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。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，转动方向改变时，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，如果需要，你可以用编程把它重新复位。
角度传感器适用于汽车，工程机械，宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机，木工机械，印刷机，电子尺，机器人，工程监测，电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。
使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。原理非常简单：如果马达运转，而齿轮不转，说明你的机器已经被障碍物给挡住了。
此技术使用起来非常简单，而且非常有效；唯一要求就是运动的轮子不能在地板上打滑（或者说打滑次数太多），否则你将无法检测到障碍物。如果是一个空转的齿轮连接到马达上就可以避免这个问题，这个轮子不是由马达驱动而是通过装置的运动带动它:在驱动轮旋转的过程中，如果惰轮停止了，说明你碰到障碍物了。
在许多情况下角度传感器是非常有用的：控制手臂，头部和其它可移动部位的位置。值的注意的是，当运行速度太慢或太快时，RCX在精确的检测和计数方面会受到影响。事实上，问题并不是出在RCX身上，而是它的操作系统，如果速度超出了其指定范围，RCX就会丢失一些数据。
Steve Baker用实验证明过，转速在每分钟50到300转之间是一个比较合适的范围，在此之内不会有数据丢失的问题。然而，在低于12rpm或超过1400rpm的范围内，就会有部分数据出现丢失的问题。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范围内时，RCX也偶会出现数据丢失的问题。
角度传感器在军事上的应用
大家熟知的火炮是利用火药燃气压力等能源抛射弹丸，口径等于和大于20毫米的身管射击武器。火炮通常由炮身和炮架两大部分组成。早在1332年，中国的元朝就在部队中装备了最早的金属身管火炮：青铜火铳。火炮通常由炮身和炮架两大部分组成。火炮射击时对炮床倾角的要求很高，利用角度传感器设计的数字式象限仪，可明显提高校正炮床的速度，降低操作难度。
角度传感器是作为炮弹发射的准确性，稳定性提供最大的帮助。大家都知道火炮身管用来赋予弹丸初速和飞行方向，炮尾用来装填炮弹，炮闩用以关闭炮膛，击发炮弹。
如今炮架由反后坐装置、方向机、高低机、瞄准装置、大架和运动体，角度传感器等组成，而反后坐装置用以保证火炮发射炮弹后的复位，方向机和高低机用来保证火炮发射炮弹后复位，方向机和高低机用来操纵炮身变换方向和高低，瞄准装置由角度传感器，瞄准具和瞄准镜组成，用以装定火炮射击数据，实施瞄准射击，大架和运动体用于射击时支撑火炮，行军时作为炮车。
角度传感器的工作原理2
角度传感器通常也即旋转编码器，内部在轴上安装有光栅，通过轴的旋转，切割光栅，举例说，若未360脉冲的产品，则每圈输出360脉冲，则一个脉冲代表1°，还有绝对值型的旋转编码器，输出信号是固定对应角度的，输出二进制，BCD或格雷码等。
还有一种就是霍尔式的角度传感器，主要是通过磁场来检测角度变化。RB100系列角度传感器是一款运用 Triais （三轴霍尔）技术的传感器芯片为核心设计的一款可编程的角度传感器。
传统的平面霍尔技术仅仅能感应垂直于芯片表面的磁场强度；而 Triais 三轴霍尔既可以感应垂直方向也可以感应平行与芯片表面的磁场强度。这是通过在 CMOS 芯片表面沉积一层集磁材料 IMC（以附加的后续工序）来实现的。
该芯片可以感应与芯片表面平行的磁场，配合上合适的磁路，感应出旋转范围在 0 到360 度的绝对角度位置。结合合适的信号处理，小型磁铁（径向磁化）的磁场在芯片表面上方旋转，其强度可以通过非接触式的方式测量（如图所示）。角度的信息可以通过磁场的两个矢量分量（例如 Bx 和 By）计算得到。
RB100系列角度传感器采用三轴霍尔技术，并且霍尔信号通过一个差分的全模拟处理链进行处理，使用了经典的漂移电压消除技术（霍尔元件四相位旋转和斩波放大器）。能够达到14Bit的分辨力（数字信号）。
并且由磁场间隙变化，温度变化以及老化等因素引起的磁场强度变化都将等同作用于两个信号上，因此得到的角度信号本身就有自适应补偿的'特点。这一特性使得本芯片相对于传统的线性霍尔芯片，在温度变化下精确度得到很大的提高。
所以相对于传统的光栅角度传感器，RB100系列霍尔传感器也有优势
角度传感器的工作原理3
如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在你的机器人身上，马达以3:1的传动比与主轮连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是3:1。也就是说，角度传感器转三周，主动轮转一周。
角度传感器每旋转一周计16个单位，所以16*3=48个增量相当于主动轮旋转一周。我们需要知道齿轮的圆周来计算行进距离。幸运地是，每一个LEGO齿轮的轮胎上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子，直径是81.6CM(乐高使用的是公制单位)，因此它的周长是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。
已知量都有了：齿轮的运行距离由48除角度所记录的增量然后再乘以256。我们总结一下。称R为角度传感器的分辨率(每旋转一周计数值)，G是角度传感器和齿轮之间的传动比率。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。即：I=G×R
在例子中，G为3，对于乐高角度传感器来说，R一直为16.因此，我们可以得到：
I=3×16=48
每旋转一次，齿轮所经过的距离正是它的周长C，应用这个方程式，利用其直径，你可以得出这个结论。
C=D×π
在我们的例子中：
C=81.6×3.14=256.22
最后一步是将传感器所记录的数据-S转换成轮子运动的距离-T，使用下面等式：
T=S×C/I
如果光电传感器读取的数值为296，你可以计算出相应的距离：
T=296×256.22/48=1580 距离(T)的单位与轮子直径单位是相同的.
无接触角度传感器
无触点角度传感器，又称无接触电位器，广泛应用于工业自动化设备、工程机械、纺织机械、造纸印刷机械、石化设备、国防工业等自动控制设备的水平和旋转角度的测量，也适用于拉丝机等作张力传感器。
