角度传感器的电路原理图及应用实例

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角度传感器的电路原理图

一、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。

二、 角度位移传感器实际应用

使用角度传感器来控制你的轮子可以间接的发现障碍物。角度传感器的电路原理图及应用实例。

原理：如果马达 角度传感器构造运转，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。

注意，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。

三、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.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。角度传感器的电路原理图及应用实例

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。

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.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。我们定义I为轮子旋转一周角度传感器的增量。电工天下

即：

I=G×

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×

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

在例子中：

C=81.6×

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×

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。

另外，角度位移传感器有静态和动态之分。随着测控技术的发展，角度位移传感器必将想高精度、微型化、智能化发展，并将运用于更广泛的领域中。