轉(zhuǎn)角傳感器工作原理：位移傳感器工作原理及應(yīng)用
皮卡中國小編曾為大家介紹了磁致伸縮位移傳感器工作原理及應(yīng)用，它有著靈活性高、可靠性強(qiáng)等特點(diǎn)，被應(yīng)用于在一些工業(yè)領(lǐng)域。磁致伸縮位移傳感器屬于位移傳感器的一種，今天小編就繼續(xù)為大家?guī)砦灰苽鞲衅鞯南嚓P(guān)知識(shí)。
什么是位移傳感器
位移傳感器又稱為線性傳感器，把位移轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。位移傳感器是一種屬于金屬感應(yīng)的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉(zhuǎn)換為電量它分為電感式位移傳感器，電容式位移傳感器，光電式位移傳感器，超聲波式位移傳感器，霍爾式位移傳感器。
位移傳感器工作原理1、電位器式位移傳感器
原理電位器式位移傳感器，它通過電位器元件將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成與之成線性或任意函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是，為實(shí)現(xiàn)測量位移目的而設(shè)計(jì)的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個(gè)確定關(guān)系。電位器式位移傳感器的可動(dòng)電刷與被測物體相連。物體的位移引起電位器移動(dòng)端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。
通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動(dòng)時(shí)電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會(huì)引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應(yīng)盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個(gè)主要缺點(diǎn)是易磨損。它的優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單，輸出信號(hào)大，使用方便，價(jià)格低廉。
2、磁致伸縮位移傳感器原理
它主要是利用磁致伸縮原理、通過兩個(gè)不同磁場相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來準(zhǔn)確地測量位置的。由于在之前的文章中，皮卡中國小編已經(jīng)為大家介紹了磁致伸縮位移傳感器原理，在這里就不做贅述了。
具體工作原理請(qǐng)參考這篇文章：磁致伸縮位移傳感器工作原理及應(yīng)用
位移傳感器分類
位移傳感器根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式的不同可以分為以下兩大類：
1、直線位移傳感器
直線位移傳感器的功能在于把直線機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。為了達(dá)到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動(dòng)的長度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對(duì)滑軌總阻值精確性的要求，因?yàn)橛蓽囟茸兓鸬淖柚底兓粫?huì)影響到測量結(jié)果。
2、角度位移傳感器
角度位移傳感器應(yīng)用于障礙處理：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(dá)角度傳感器構(gòu)造運(yùn)轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機(jī)器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運(yùn)動(dòng)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。一個(gè)空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個(gè)問題，這個(gè)輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而是通過裝置的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)它：在驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。
位移傳感器根據(jù)材質(zhì)的不同分為以下兩種方式：
1、霍耳式位移傳感器
它的測量原理是保持霍耳元件（見半導(dǎo)體磁敏元件）的激勵(lì)電流不變，并使其在一個(gè)梯度均勻的磁場中移動(dòng)，則所移動(dòng)的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大，靈敏度越高；梯度變化越均勻，霍耳電勢與位移的關(guān)系越接近于線性。
2、光電式位移傳感器
它根據(jù)被測對(duì)象阻擋光通量的多少來測量對(duì)象的位移或幾何尺寸。特點(diǎn)是屬于非接觸式測量，并可進(jìn)行連續(xù)測量。光電式位移傳感器常用于連續(xù)測量線材直徑或在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置傳感器。
常見位移傳感器特點(diǎn)1、繞位移傳感器
它是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體，并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線電位器特點(diǎn)是接觸電 阻小，精度高，溫度系數(shù)小，其缺點(diǎn)是分辨力差，阻值偏低，高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調(diào)零和工作點(diǎn)等。
2、導(dǎo)電塑料位移傳感器
用特殊工藝將DAP（鄰苯二甲酸二稀丙脂）電阻漿料覆在絕緣機(jī)體上，加熱聚合成電阻膜，或?qū)AP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實(shí)心體作為電阻體。特點(diǎn)是：平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長、動(dòng)噪聲小、可靠性極高、耐化學(xué)腐蝕。用于宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機(jī)雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)等。
3、金屬玻璃鈾位移傳感器
用絲網(wǎng)印刷法按照一定圖形，將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。特點(diǎn)是：阻值范圍寬，耐熱性好，過載能力強(qiáng)，耐潮，耐磨等都很好， 是很有前途的電位器品種，缺點(diǎn)是接觸電阻和電流噪聲大。原文地址：
4、金屬膜位移傳感器
金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點(diǎn)是分辨力高、耐高溫、溫度系數(shù)小、動(dòng)噪聲小、平滑性好。
5、光電式位移傳感器
消除了機(jī)械接觸，壽命長、可靠性高，缺點(diǎn)：數(shù)字信號(hào)輸出，處理繁瑣。
6、磁敏式位移傳感器
消除了機(jī)械接觸，壽命長、可靠性高，缺點(diǎn)：對(duì)工作環(huán)境要求較高。
位移傳感器應(yīng)用
由于位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，小編就從以下的幾種位移傳感器來介紹。
1、激光位移傳感器的應(yīng)用
激光傳感器常用于長度、距離、振動(dòng)、速度、方位等物理量的測量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。
2、角度位移傳感器的應(yīng)用
系列傾角，角度傳感器，距離傳感器，加速度傳感器，以及測量方位用的數(shù)字羅盤，電子羅盤和陀螺儀已經(jīng)廣泛的應(yīng)用應(yīng)用于石油，煤炭，鋼鐵，船舶，隧道，醫(yī)療設(shè)備，大壩，機(jī)械，物探儀器，地質(zhì)，巖土，石油，礦山，管道，測斜導(dǎo)管，鐵路、港口、水利、高層建筑等行業(yè)。角度傳感器的典型應(yīng)用場合地理: 山體滑坡，雪崩.民用: 大壩，建筑，橋梁，玩具，報(bào)警，運(yùn)輸工業(yè)：吊車，吊架，收割機(jī)，起重機(jī)，稱重系統(tǒng)的傾斜補(bǔ)償，瀝青機(jī).鋪路機(jī)等。
火車：高速列車轉(zhuǎn)向架和客車車廂的傾斜測。
量海事：縱傾和橫滾控制，油輪控制，天線位置控制。
鉆井：精確鉆井傾斜控制。
機(jī)械：傾斜控制，大型機(jī)械對(duì)準(zhǔn)控制，彎曲控制，起重機(jī)
軍用：火炮和雷達(dá)調(diào)整，初始位置控制，導(dǎo)航系統(tǒng)，軍用著陸平臺(tái)控制。
3、磁致伸縮位移傳感器應(yīng)用
磁致伸縮位移傳感器廣泛應(yīng)用于石油、化工、制藥、食品、飲料等行業(yè)，對(duì)各種液罐的液位進(jìn)行計(jì)量和控制。作為位移傳感器，它不但可以測量運(yùn)動(dòng)物體的直線位移，而且還可同時(shí)給出運(yùn)動(dòng)物體的速度模擬信號(hào)。
結(jié)語：位移傳感器的種類有很多，不同的位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域也各不相同，了解各種位移傳感器的工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域，有利于人們挑選到更合適的位移傳感器，進(jìn)一步提高工作效率。
拓展內(nèi)容：
磁致伸縮位移傳感器
距離傳感器
氧傳感器
轉(zhuǎn)角傳感器工作原理：方向盤轉(zhuǎn)角傳感工作原理是什么？
您好！
汽車轉(zhuǎn)向角傳感器，是用來檢測方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)向方向的。方向盤左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)都會(huì)被轉(zhuǎn)向角傳感器檢測到，從而使汽車電控單元發(fā)出正確的轉(zhuǎn)向指令。而方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度是為汽車實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向幅度提供依據(jù)，使汽車按照駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖行駛。
轉(zhuǎn)向角傳感器是用來檢測方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角度和轉(zhuǎn)向方向的一種裝置。轉(zhuǎn)向角傳感器由光電耦合元件、開孔槽板等組成。光電耦合元件為發(fā)光二極管和光敏晶體管。開孔槽板置于發(fā)光二極管和光敏晶體管之間。開孔槽板有許多小孔。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，開孔槽板會(huì)跟隨轉(zhuǎn)動(dòng)。光敏晶體管依據(jù)穿過開孔槽板的光線來動(dòng)作，并且會(huì)輸出數(shù)字脈沖信號(hào)。汽車電控單元會(huì)以此信號(hào)來辨認(rèn)方向盤的轉(zhuǎn)向角度、轉(zhuǎn)動(dòng)方向和轉(zhuǎn)速
方向盤轉(zhuǎn)角傳感器集成在方向盤下的時(shí)鐘彈簧內(nèi)，用來檢測方向盤的中間位置、轉(zhuǎn)動(dòng)方向、轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度信號(hào)。這些信號(hào)用于電控助力轉(zhuǎn)向、車輛穩(wěn)定控制、電控懸架中。
轉(zhuǎn)角傳感器工作原理：角度傳感器使用過程中的工作原理及注意事項(xiàng)
角度傳感器工作原理是能感受被測角度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)。 角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個(gè)孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時(shí)，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會(huì)計(jì)數(shù)一次。往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)增加，轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)，計(jì)數(shù)減少。計(jì)數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)，當(dāng)初始化角度傳感器時(shí)，它的計(jì)數(shù)值被設(shè)置為0，如果需要，可以用編程把它重新復(fù)位。
為什么傳感器沒有數(shù)據(jù)輸出？
1、首先對(duì)照傳感器的標(biāo)簽確定傳感器的供電電壓，輸出方式，按照相應(yīng)的接口方式接線，使用相應(yīng)的協(xié)議；
2、使用萬用表檢測供電電壓以確保供電正常；
3、配置好串口參數(shù)進(jìn)行通信；
4、使用替換法，更換串口線，或者產(chǎn)品進(jìn)行測試。
根據(jù)角度傳感器工作原理，快速辨別產(chǎn)品正常工作狀態(tài)：在供電正常下，使用萬用表測量產(chǎn)品紅線上的電流，數(shù)字型傳感器典型值為40ma，模擬量輸出傳感器電流最大值不超過60ma。
針對(duì)CAN產(chǎn)品無法通信的快速排障
1、首先用萬用表檢測供電電壓以確保供電正常；
2、由于CAN的適配器不同，請(qǐng)配置好對(duì)應(yīng)的CAN軟件參數(shù)；
3、由于波特率的改變可能會(huì)導(dǎo)致通信的問題，可以嘗試在CANH和CANL之間加一個(gè)120歐姆的匹配電阻。
針對(duì)485產(chǎn)品并聯(lián)無法通信的快速排障
1、首先用萬用表檢測供電電壓以確保供電正常；
2、先將產(chǎn)品逐個(gè)進(jìn)行測試，設(shè)置不同的設(shè)備地址，確保產(chǎn)品正常；
3、485需要2個(gè)終接電阻，接在傳輸總線的兩端，其阻值要求等于傳輸電纜的特性阻抗。在短距離傳輸時(shí)可不需終接電阻，即一般在300米以下不需終接電阻；
4、也可通過485集線器來解決驅(qū)動(dòng)能力不足的情況。
模擬量產(chǎn)品的模擬量與角度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系？
1、首先對(duì)照產(chǎn)品標(biāo)簽上的角度范圍與模擬量形式；
2、按照對(duì)應(yīng)關(guān)系換算成相應(yīng)的角度：
例如：一個(gè)產(chǎn)品的型號(hào)為BWL328-90（4-20ma）。
則該產(chǎn)品測量量程為±90°，模擬量形式為4-20ma，那么-90°對(duì)應(yīng)的電流量為4ma，0°對(duì)應(yīng)的電流量為12ma，90°對(duì)應(yīng)的電流量為20ma。
當(dāng)前角度值=（角度變化范圍/模擬變化范圍）*（當(dāng)前模擬量-中點(diǎn)模擬量值）
怎么將傳感器設(shè)置成100Hz自動(dòng)輸出模式？
1、自動(dòng)輸出只針對(duì)普通協(xié)議產(chǎn)品，MODBUS不適用；
2、對(duì)照產(chǎn)品手冊(cè)，通過串口發(fā)送指令（上位機(jī)里最高只能設(shè)置到50Hz）；
3、通過角度傳感器工作原理串口助手發(fā)送保存指令。
傳感器在安裝使用中的注意事項(xiàng)？
1、根據(jù)角度傳感器工作原理，絕對(duì)不能將數(shù)據(jù)線（黃綠線）接觸到電源，否則會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成不可逆的損害。必要時(shí)請(qǐng)做好絕緣保護(hù)；
2、安裝時(shí)用四顆螺釘將傳感器固定緊，避免晃動(dòng)產(chǎn)生數(shù)據(jù)跳變；
3、在安裝過程中應(yīng)嚴(yán)格保證兩面和兩線，有助于提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
4、對(duì)照產(chǎn)品手冊(cè)進(jìn)行接線，禁止接在高于標(biāo)準(zhǔn)電壓值的電源上；
5、如果通信距離較長，可以在產(chǎn)品工作電壓范圍內(nèi)適當(dāng)增加電壓，以減少線纜的壓降；
6、請(qǐng)勿私自拆卸傳感器的螺絲以及線纜的螺帽，以免對(duì)產(chǎn)品的防護(hù)性造成損失。
轉(zhuǎn)角傳感器工作原理：解析角度傳感器工作原理及應(yīng)用
角度位移傳感器是利用角度變化來定位物體位置的電子元件。適用于汽車，工程機(jī)械，宇宙裝置、導(dǎo)彈、飛機(jī)雷達(dá)天線的伺服系統(tǒng)以及注塑機(jī)，木工機(jī)械，印刷機(jī)，電子尺，機(jī)器人，工程監(jiān)測，電腦控制運(yùn)動(dòng)器械等需要精確測量位移的場合。本文介紹角度位移傳感器原理及其應(yīng)用實(shí)例。
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角度位移傳感器原理
角度傳感器用來檢測角度的。它的身體中有一個(gè)孔，可以配合樂高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時(shí)，軸每轉(zhuǎn)過1/16圈，角度傳感器就會(huì)計(jì)數(shù)一次。往一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)增加，轉(zhuǎn)動(dòng)方向改變時(shí)，計(jì)數(shù)減少。計(jì)數(shù)與角度傳感器的初始位置有關(guān)。當(dāng)初始化角度傳感器時(shí)，它的計(jì)數(shù)值被設(shè)置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復(fù)位。
角度位移傳感器實(shí)例
如果把角度傳感器連接到馬達(dá)和輪子之間的任何一根傳動(dòng)軸上，必須將正確的傳動(dòng)比算入所讀的數(shù)據(jù)。舉一個(gè)有關(guān)計(jì)算的例子。在你的機(jī)器人身上，馬達(dá)以 3:1的傳動(dòng)比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達(dá)上。所以它與主動(dòng)輪的傳動(dòng)比也是3:1。也就是說，角度傳感器轉(zhuǎn)三周，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周。角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計(jì)16個(gè)單位，所以16*3=48個(gè)增量相當(dāng)于主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)一周。現(xiàn)在，我們需要知道齒輪的圓周來計(jì)算行進(jìn)距離。幸運(yùn)地是，每一個(gè)LEGO齒輪的輪胎上面都會(huì)標(biāo)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。現(xiàn)在已知量都有了：齒輪的運(yùn)行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結(jié)一下。稱R 為角度傳感器的分辨率(每旋轉(zhuǎn)一周計(jì)數(shù)值)，G是角度傳感器和齒輪之間的傳動(dòng)比率。我們定義I為輪子旋轉(zhuǎn)一周角度傳感器的增量。即：
I=G×R
在例子中，G為3，對(duì)于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：
I=3×16=48
每旋轉(zhuǎn)一次，齒輪所經(jīng)過的距離正是它的周長C，應(yīng)用這個(gè)方程式，利用其直徑，你可以得出這個(gè)結(jié)論。
C=D×π
在我們的例子中：
C=81.6×3.14=256.22
最后一步是將傳感器所記錄的數(shù)據(jù)-S轉(zhuǎn)換成輪子運(yùn)動(dòng)的距離-T，使用下面等式：
T=S×C/I
如果光電傳感器讀取的數(shù)值為296，你可以計(jì)算出相應(yīng)的距離：
T=296×256.22/48=1580 距離(T)的單位與輪子直徑單位是相同的.
角度位移傳感器實(shí)際上應(yīng)用
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(dá) 角度傳感器構(gòu)造運(yùn)轉(zhuǎn)，而齒輪不轉(zhuǎn)，說明你的機(jī)器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效;唯一要求就是運(yùn)動(dòng)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(gè)空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個(gè)問題，這個(gè)輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而是通過裝置的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)它:在驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動(dòng)部位的位置。值的注意的是，當(dāng)運(yùn)行速度太慢或太快時(shí)，RCX在精確的檢測和計(jì)數(shù)方面會(huì)受到影響。事實(shí)上，問題并不是出在RCX身上，而是它的操作系統(tǒng)，如果速度超出了其指定范圍，RCX就會(huì)丟失一些數(shù)據(jù)。Steve Baker用實(shí)驗(yàn)證明過，轉(zhuǎn)速在每分鐘50到300轉(zhuǎn)之間是一個(gè)比較合適的范圍，在此之內(nèi)不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過 1400rm的范圍內(nèi)，就會(huì)有部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內(nèi)時(shí)，RCX也偶會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問題。
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