天驥為您介紹Camille Bauer角度傳感器的工作原理

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角度傳感器的工作原理，溫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溫度，然后轉(zhuǎn)換成可輸出信號的一種傳感器。那么你知道角度傳感器的工作原理是什么嗎？

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(jié)到RCX上時，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會計數(shù)一次。往一個方向轉(zhuǎn)動時，計數(shù)增加，轉(zhuǎn)動方向改變時，計數(shù)減少。計數(shù)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(shù)值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。

角度傳感器適用于汽車，工程機械，宇宙裝置、彈、飛機雷達天線的伺服系統(tǒng)以及注塑機，木工機械，印刷機，電子尺，機器人，工程監(jiān)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(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達運轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機器已經(jīng)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；一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數(shù)太多），否則你將無法檢測到障礙物。如果是一個空轉(zhuǎn)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(qū)動而是通過裝置的運動帶動它:在驅(qū)動輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。

角度傳感器通常也即旋轉(zhuǎn)編碼器，內(nèi)部在軸上安裝有光柵，通過軸的旋轉(zhuǎn)，切割光柵，舉例說，若未360脈沖的產(chǎn)品，則每圈輸出360脈沖，則一個脈沖代表1°，還有絕對值型的旋轉(zhuǎn)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(tǒng)的平面霍爾技術僅僅能感應垂直于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（以附加的后續(xù)工序）來實現(xiàn)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(zhuǎn)范圍在 0 到360 度的絕對角度位置。結(jié)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(zhuǎn)，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系列角度傳感器采用三軸霍爾技術，并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(jīng)典的漂移電壓消除技術（霍爾元件四相位旋轉(zhuǎn)和斬波放大器）。能夠達到14Bit的分辨力（數(shù)字信號）。

并且由磁場間隙變化，溫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于兩個信號上，因此得到的角度信號本身就有自適應補償?shù)?#39;特點。這一特性使得本芯片相對于傳統(tǒng)的線性霍爾芯片，在溫度變化下精確度得到很大的提高。

所以相對于傳統(tǒng)的光柵角度傳感器，RB100系列霍爾傳感器也有優(yōu)勢

角度傳感器的工作原理3

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(shù)據(jù)。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。也就是說，角度傳感器轉(zhuǎn)三周，主動輪轉(zhuǎn)一周。

角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當于主動輪旋轉(zhuǎn)一周。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。