>首页 > 电工元件 > 传感器>角度位移传感器的工作原理与应用实例 正文

角度位移传感器的工作原理与应用实例

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2020-01-17 06:10:24

有关角度位移传感器的工作原理与实例,角度位移传感器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,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,一定要将正确的传动比算入所读的数据。

角度位移传感器的工作原理

角度位移传感器

角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的电子元件。

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。

本文介绍角度位移传感器原理及其应用实例。

1、角度位移传感器原理

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。

2、角度位移传感器实例

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。

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。现在,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。

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。现在已知量都有了: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。

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。

3、角度位移传感器实际上应用

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 角度传感器构造运转,而齿轮不转,说明机器已被障碍物给挡住了。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 1400rm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。

    角度位移传感器的工作原理与应用实例相关的文章
    • 【图】光学传感器的特点与工作原理

      【图】光学传感器的特点与工作原理

      光学传感器的特点与工作原理,光学传感器依据光学原理进行测量,其特点为不受干扰、高速传输与可遥测、遥控等,光学传感器的工作原理,与发光二极管、透镜、cmos、dsp等相关。

      时间:2019-12-12 10:07:09

    • 【图】红外线温度传感器加热圈的设计原理分析

      【图】红外线温度传感器加热圈的设计原理分析

      红外线温度传感器加热圈的设计原理,所要设计的仪器结构简单,容易制作,便于安装,可进行高精度的温度测量,该温度测量可直接输出到微机或pc机进行后期的数据处理。

      时间:2019-12-12 10:05:06

    • 接近传感器是什么,接近传感器的工作原理

      接近传感器是什么,接近传感器的工作原理

      接近传感器的工作原理,接近传感器以前又称无触点行程开关,本文介绍了电容式接近传感器的工作原理,电感式接近传感器的工作原理,高频振荡型接近传感器的工作原理,所有金属型传感器的工作原理等。

      时间:2019-12-12 10:00:03

    • 微压传感器的工作原理_微压传感器的结构

      微压传感器的工作原理_微压传感器的结构

      有关微压传感器的工作原理,微压传感器的结构组成,为解决微压力传感器灵敏度和非线性的矛盾,在结构上,综合梁膜结构与平膜双岛结构的优点,采用双岛-梁结构。

      时间:2019-12-12 09:57:38

    • 【图】热电式温度传感器的结构_热电式温度传感器的工作原理

      【图】热电式温度传感器的结构_热电式温度传感器的工作原理

      热电式温度传感器的结构与工作原理,热电偶所提供的信号为“热电动势”,它是至多不过几十毫伏的微小直流电动势,热电偶的组成分为接触电动势与温度电动势等。

      时间:2019-12-12 09:48:39

    • 扭矩传感器的原理与应用范围

      扭矩传感器的原理与应用范围

      扭矩传感器的原理与应用范围,扭矩传感器可以测量旋转转矩、测量动态扭矩,传感器原理结构是怎么样的,扭矩传感器的工作过程与应用范围,一起来了解下。

      时间:2019-12-10 10:05:43

    • 电容式接近开关的工作原理

      电容式接近开关的工作原理

      电容式接近开关的工作原理,电容式接近开关的敏感元件由导电极板系统组成,信号处理电路检测变化,进而检测出目标物体的接近,电容式传感器的结构简单、工作阻抗高、功耗较低。

      时间:2019-11-25 10:13:36

    • 【图】闭环霍尔电流传感器的元件构成与工作原理

      【图】闭环霍尔电流传感器的元件构成与工作原理

      闭环霍尔电流传感器的元件构成与工作原理,闭环霍尔电流传感器利用霍尔器件为核心敏感元件用于隔离检测电流,其工作原理是霍尔磁平衡式的(或称霍尔磁补偿式、霍尔零磁通式)。

      时间:2019-11-20 09:53:22

    Copyright © 2015 - 2019 dgjs123.com All Rights Reserved

    电工天下 版权所有