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真人百家角度传感器工作原理及应用简介

发布日期:2020-07-22 08:00

  角度传感器工作原理及应用简介_物理_自然科学_专业资料。角度传感器工作原理及应用简介 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

  角度传感器工作原理及应用简介 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=81.63.14256.22CM。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。真人百家即: I=GR 在例子中,G 为 3,对于乐高角度传感器来说,真人百家R 一直为 16.因此,我们可以得到: I=316=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 在我们的例子中: C=81.63.14=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=SC/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=296256.22/48=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。