電容式感測器位移效能試驗報告 角度感測器原理和應用

2021-10-11 23:33:54 字數 1855 閱讀 5968

角度感測器是指能感受被測角度並轉換成可用輸出訊號的感測器。角度感測器,顧名思義,是用來檢測角度的。它的身體中有乙個孔,可以配合樂高的軸。當鏈結到rcx上時,軸每轉過1/16圈,角度感測器就會計數一次。

往乙個方向轉動時,計數增加,轉動方向改變時,計數減少。計數與角度感測器的初始位置有關。當初始化角度感測器時,它的計數值被設定為0,如果需要,你可以用程式設計把它重新復位。

通過計算旋轉的角度可以很容易的測出位置和速度。當在機械人身上連線上輪子(或通過齒輪傳動來移動機械人)時,可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機械人移動的距離。然後就可以把距離轉換成速度,你也可以用它除以所用時間。

實際上,計算距離的基本方程式為:距離=速度×時間

由此可以得到:速度=距離/時間

磁敏角度感測器

磁敏感角度感測器採用高效能整合磁敏感元件,利用磁訊號感應非接觸的特點,配合微處理器進行智慧型化訊號處理製成的新一代角度感測器。

優點:

1、磁鋼位置未對準自動補償;

2、故障檢測功能;

3、非接觸位置檢測功能,是滿足苛刻環境應用需求的理想選擇。

應用領域:

1、工業機械、工程機械建築裝置、石化裝置、醫療裝置、航空航天儀器儀表、國防工業等旋轉速度和角度的測量.

2、汽車電子腳踩油門角位移,方向盤位置,座椅位置,前大燈位置;

3、自動化機械人,運動控制,旋轉電機轉動和控制.

電容式角位移感測器

電容式角位移感測器用於測量固定部件(定子)與轉動部件(轉子)之間的旋轉角度,因其具有結構簡單,測量精度高,靈敏度高,適合動態測量等特點,而被廣泛應用於工業自動控制。

一般來說,電容式角位移感測器由一組或若干組扇形固定極板和轉動極板組成,為保證感測器的精度和靈敏度,同時避免因環境溫度等因素的改變導致介電常數、極板形狀等的間接變化,進而對感測器效能產生不利影響,對感測器的製作材料、加工工藝以及安裝精度提出了較高要求,為了克服電容角位移感測器的侷限性,國內外科學工作者進行了長期的大量研究工作,其主要思想方法是將感測器設計成差動結構。

感測器系統原理框圖如圖所示:

由敏感元件、測量電路、智慧型部件與介面部件構成,敏感元件的結構所示如圖1,測量部件由選擇單元、激勵源和電荷檢測單元組成;智慧型部件由i/o單元、a/d單元、濾波單元、角度計算單元等組成;介面部件由電流輸出單元、rs232通訊單元等組成。

敏感元件檢測反映角度位置的電容值,是感測器的初始轉換單元,測量單元採用了先進的抗雜散微小電容檢測電路,將電容值轉換為電訊號,智慧型部件的主要功能是通過比例式演算法計算出角位移量,最後由介面部件輸出角度計算結果。

傾角感測器

傾角感測器經常用於系統的水平測量,從工作原理上可分為「固體擺」式、「液體擺」式、「氣體擺」三種傾角感測器,傾角感測器還可以用來測量相對於水平面的傾角變化量。

傾角感測器基本原理

理論基礎就是牛頓第二定律,根據基本的物理原理,在乙個系統內部,速度是無法測量的,但卻可以測量其加速度。

如果初速度已知,就可以通過積分計算出線速度,進而可以計算出直線位移。所以它其實是運用慣性原理的一種加速度感測器。

當傾角感測器靜止時也就是側面和垂直方向沒有加速度作用,那麼作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度感測器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。

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