隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展，傳感器技術(shù)在諸多領(lǐng)域內(nèi)均有所應(yīng)用。為增進(jìn)大家對(duì)傳感器技術(shù)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)傾角傳感器技術(shù)和角度傳感器技術(shù)予以介紹。

    一、傾角傳感器技術(shù)

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,智能傳感器將會(huì)在越來(lái)越多的領(lǐng)域充當(dāng)重要角色,是未來(lái)傳感器技術(shù)發(fā)展的主要方向.傾角傳感器就是其中之一。本文總結(jié)了傾角傳感器未來(lái)發(fā)展的大致方向和應(yīng)用范圍。

    (一)利用新發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象、效應(yīng)

    傾角傳感器本來(lái)就是基于一系列效應(yīng)制造出來(lái)的，目前應(yīng)用的效應(yīng)很多，比如壓電效應(yīng)、壓阻效應(yīng)等等，還有一些效應(yīng)是我們未知的，等著我們?nèi)フJ(rèn)識(shí)。

    (二)采用高新技術(shù)

    隨著計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)以及制造加工技術(shù)的發(fā)展，傾角傳感器也進(jìn)入高速發(fā)展時(shí)期，這些技術(shù)都是開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)傾角傳感器的基礎(chǔ)。高科技含量的傾角傳感器是未來(lái)產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)方向。

    (三)新材料的開(kāi)發(fā)

    傾角傳感器的感應(yīng)元件、傳感器保護(hù)的基礎(chǔ)都是各種材料，隨著人們對(duì)新材料性能的掌握，將大大促進(jìn)傾角傳感器的發(fā)展。近年，廣泛應(yīng)用的材料有陶瓷、光纖、高分子有機(jī)材料等。

    (四)不斷提高傳感器的性能

    影響傾角傳感器的性能因素很多，有系統(tǒng)的，還有檢測(cè)的。例如國(guó)產(chǎn)智騰微電子的傾角傳感器，精度和穩(wěn)定性得到提高。隨著檢測(cè)技術(shù)跟精密制造的發(fā)展，這方面也將得到大大提高。

    (五)傳感器應(yīng)用的擴(kuò)展

    物聯(lián)網(wǎng)的橫空出世，傾角傳感器應(yīng)用也在不斷拓展。近些年，地震災(zāi)害、海嘯災(zāi)害、食品危機(jī)不斷，對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)，也是個(gè)挑戰(zhàn)，開(kāi)發(fā)出各種傳感器檢測(cè)這些現(xiàn)象的發(fā)生，及早預(yù)警。

    (六)傳感器的集成化和多功能化

    以前的傾角傳感器一般只能檢測(cè)一種物理量，一個(gè)系統(tǒng)光傳感器就需要很口。現(xiàn)在，已經(jīng)出現(xiàn)了多功能和集成化的傳感器，比如溫濕度和檢測(cè)各種氣體的集成傳感器，這也將是以后發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。

    (七)微型與低功耗化

    有些精密儀器或設(shè)備，體積本身就小，還需要接上各種傾角傳感器進(jìn)行感知和控制，這也對(duì)傾角傳感器提出了更高的要求。

    二、角度傳感器

    能感受被測(cè)角度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。角度傳感器，顧名思義，是用來(lái)檢測(cè)角度的。它的身體中有一個(gè)孔，可以配合樂(lè)高的軸。當(dāng)連結(jié)到RCX上時(shí)，軸每轉(zhuǎn)過(guò)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。

    通過(guò)計(jì)算旋轉(zhuǎn)的角度你可以很容易的測(cè)出位置和速度。當(dāng)在機(jī)器人身上連接上輪子(或通過(guò)齒輪傳動(dòng)角度傳感器來(lái)移動(dòng)機(jī)器人)時(shí)，可以依據(jù)旋轉(zhuǎn)的角度和輪子圓周數(shù)來(lái)推斷機(jī)器人移動(dòng)的距離。然后就可以把距離轉(zhuǎn)換成速度，你也可以用它除以所用時(shí)間。實(shí)際上，計(jì)算距離的基本方程式為：

    距離=速度&TImes;時(shí)間

    由此可以得到：

    速度=距離/時(shí)間

    旋轉(zhuǎn)角度傳感器特點(diǎn)

    1. 密封結(jié)構(gòu)可防止灰塵與液體進(jìn)入內(nèi)部件，使之達(dá)到性能穩(wěn)定性。

    2. 可對(duì)應(yīng)高溫?zé)o鉛焊接。

    3. 優(yōu)良的電阻材料與高可靠性滑動(dòng)片可以達(dá)到1M旋轉(zhuǎn)。

    4. D形貫通孔式轉(zhuǎn)子可選擇任何一種齒輪外形。

    5. D形貫通孔式轉(zhuǎn)子和T形貫通孔式轉(zhuǎn)子均可提供。

    6. 可提供引線型端子。

    7. 超薄型 (高度為2.1mm)。

    8. 采用未使用鉛的鍍金端子。

    9. 符合RoHS指令。

    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(shuō)，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?，F(xiàn)在，我們需要知道齒輪的圓周來(lái)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(lè)高使用的是公制單位)，因此它的周長(zhǎng)是81.6&TImes;π=81.6&TImes;3.14≈256.22CM?，F(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(chēng)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&TImes;R

    在例子中，G為3，對(duì)于樂(lè)高角度傳感器來(lái)說(shuō)，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(guò)的距離正是它的周長(zhǎng)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.