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角度位移传感器如何计算角度?

文章出处:www.hb-shanyi.com  编辑:升威电子  发表时间:2017-02-21

角度位移传感器是一种可以测量角度的传感器,那么用它如何计算出角度呢?我们就要从了解角度传感器的工作原理开始了.

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。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。

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。现在,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*n=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。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*n
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.

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。

广东升威电子研发生产的角度位移传感器广泛应用于机器人、自动化生产线、自动装配机、电梯、纺织机械、缝 纫机械、包装印刷机械、数控机床、制图仪和测角仪等领域。还可在PLC应用中作为高速信号输入元件,使PLC更加迅速和精准地实施闭环控制,如需了解更多的参数,可联系我们在线客服,找角度传感器厂家就找升威电子.


         

     

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