角度传感器的工作原理( 二 )


并且由磁场间隙变化,温度变化以及老化等因素引起的磁场强度变化都将等同作用于两个信号上,因此得到的角度信号本身就有自适应补偿的'特点 。这一特性使得本芯片相对于传统的线性霍尔芯片,在温度变化下精确度得到很大的提高 。
所以相对于传统的光栅角度传感器,RB100系列霍尔传感器也有优势
角度传感器的工作原理3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 。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×π=81.6×3.14≈256.22CM 。
【角度传感器的工作原理】 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×π
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.
无接触角度传感器
无触点角度传感器,又称无接触电位器,广泛应用于工业自动化设备、工程机械、纺织机械、造纸印刷机械、石化设备、国防工业等自动控制设备的水平和旋转角度的测量,也适用于拉丝机等作张力传感器 。
霍尔式转向角速度传感器工作原理?它由与转向盘轴一体,并可随之转动的60对磁极和相对固定的霍尔电路组成 。
通过60对磁极转子的相对转动,在传感器的霍尔电路上可以产生相应的霍尔电压 。该传感器共4条接线,分别是+5V,搭铁和正、负两条信号线 。
。霍尔角度传感器在用于测量角度的时候,在应用方面是在转盘一圈设置多少个磁钢,就只能测出几个角度位置这里的角度指的是磁密B与电流I的角度 。
磁钢的磁密B不是均匀磁场,方向也不是统一一个方向,利用这个原理可以用于测量角度,但是测量角度的精度较低 。
如果摆放了多个磁钢,多个磁钢的磁场叠加,测量到的是多个磁钢的叠加磁密,不能判断每一个磁钢的位置 。
为什么叫霍尔式传感器啊?是不是就是用来输送接受信号的啊?霍尔效应 霍尔效应是一种磁电效应,是德国物理学家霍尔1879年研究载流导体在磁场中受力的性质时发现的 。根据霍尔效应,人们用半导体材料制成霍尔元件,它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、 输出电压变化大和使用寿命长等优点,因此,在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用 。通过该实验可以了解霍尔效应的物理原理以及把物理原理应用到测量技术中的基本过程 。当电流垂直于外磁场方向通过导体时,在垂直于磁场和电流方向的导体的两个端面之间出现电势差的现象称为霍尔效应,该电势差称为霍尔电势差(霍尔电压) 。--------------------- 【详细】 所谓霍尔效应,是指磁场作用于载流金属导体、半导体中的载流子时,产生横向电位差的物理现象 。金属的霍尔效应是1879年被美国物理学家霍尔发现的 。当电流通过金属箔片时,若在垂直于电流的方向施加磁场,则金属箔片两侧面会出现横向电位差 。半导体中的霍尔效应比金属箔片中更为明显,而铁磁金属在居里温度以下将呈现极强的霍尔效应 。利用霍尔效应可以设计制成多种传感器 。霍尔电位差UH的基本关系为 UH=RHIB/d (18) RH=1/nq(金属) (19) 式中 RH——霍尔系数: n——载流子浓度或自由电子浓度; q——电子电量; I——通过的电流; B——垂直于I的磁感应强度; d——导体的厚度 。对于半导体和铁磁金属,霍尔系数表达式与式(19)不同,此处从略 。由于通电导线周围存在磁场,其大小与导线中的电流成正比,故可以利用霍尔元件测量出磁场,就可确定导线电流的大小 。利用这一原理可以设计制成霍尔电流传感器 。其优点是不与被测电路发生电接触,不影响被测电路,不消耗被测电源的功率,特别适合于大电流传感 。若把霍尔元件置于电场强度为E、磁场强度为H的电磁场中,则在该元件中将产生电流I,元件上同时产生的霍尔电位差与电场强度E成正比,如果再测出该电磁场的磁场强度,则电磁场的功率密度瞬时值P可由P=EH确定 。利用这种方法可以构成霍尔功率传感器 。如果把霍尔元件集成的开关按预定位置有规律地布置在物体上,当装在运动物体上的永磁体经过它时,可以从测量电路上测得脉冲信号 。根据脉冲信号列可以传感出该运动物体的位移 。若测出单位时间内发出的脉冲数,则可以确定其运动速度 。补充: 霍尔效应在应用技术中特别重要 。霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电压(Iv),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象被称为霍尔效应 。好比一条路, 本来大家是均匀的分布在路面上, 往前移动. 当有磁场时, 大家可能会被推到靠路的右边行走. 故路 (导体) 的两侧, 就会产生电压差. 这个就叫“霍尔效应” 。根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能 。讫今为止,已在现代汽车上广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器、各种开关,等等 。例如:汽车点火系统,设计者将霍尔传感器放在分电器内取代机械断电器,用作点火脉冲发生器 。这种霍尔式点火脉冲发生器随着转速变化的磁场在带电的半导体层内产生脉冲电压,控制电控单元(ECU)的初级电流 。相对于机械断电器而言,霍尔式点火脉冲发生器无磨损免维护,能够适应恶劣的工作环境,还能精确地控制点火正时,能够较大幅度提高发动机的性能,具有明显的优势 。用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用 。许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁干扰 。而在汽车上有许多灯具和电器件,尤其是功率较大的前照灯、空调电机和雨刮器电机在开关时会产生浪涌电流,使机械式开关触点产生电弧,产生较大的电磁干扰信号 。采用功率霍尔开关电路可以减小这些现象 。霍尔器件通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化 。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等 。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测 。目前的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境 。