傳感器(英文名稱：transducer/sensor)是一種檢測(cè)裝置，能感受力、溫度、光線、顏色以及化學(xué)成分等非電學(xué)量信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。角度位移傳感器

傳感器的特點(diǎn)包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。

傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來。依據(jù)工作環(huán)境以及其測(cè)量的非電學(xué)量的差異，可分為很多種類。通常根據(jù)其基本感知功能分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。其中較為常見的傳感器有壓力傳感器、溫度傳感器、電流傳感器以及角度位移傳感器等。

下面我們來介紹認(rèn)識(shí)一下角度位移傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域。

什么是角度位移傳感器

角位移傳感器是位移傳感器的一種型號(hào)，是把對(duì)角度測(cè)量轉(zhuǎn)換成其他物理量的測(cè)量，它采用非接觸式zhuanli設(shè)計(jì)，與同步分析器和電位計(jì)等其它傳統(tǒng)的角位移測(cè)量?jī)x相比，有效地提高了長(zhǎng)期可靠性。

該傳感器采用特殊形狀的轉(zhuǎn)子和線繞線圈，模擬線性可變差動(dòng)傳感器(LVDT)的線性位移，有較高的可靠性和性能，轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生線性輸出信號(hào)，圍繞出廠預(yù)置的零位移動(dòng)±60(總共1200)度。此輸出信號(hào)的相位指示離開零位的位移方向。轉(zhuǎn)子的非接觸式電磁耦合使產(chǎn)品具有無限的分辨率，即絕對(duì)測(cè)量精度可達(dá)到零點(diǎn)幾度。

角度位移傳感器的工作原理

角度位移傳感器用來檢測(cè)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。

有以下三種情況：

(1)將角度變化量的測(cè)量變?yōu)殡娮枳兓瘻y(cè)量的變阻器式角位移傳感器；

(2)將角度變化量的測(cè)量變?yōu)殡娙葑兓臏y(cè)量的面積變化型電容角位移傳感器；

(3)將角度變化量的測(cè)量變?yōu)楦袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)變化量的測(cè)量的磁阻式角位移傳感器等等。

它的設(shè)計(jì)獨(dú)特，在不使用諸如滑環(huán)、葉片、接觸式游標(biāo)、電刷等易磨損的活動(dòng)部件的前提下仍可保證測(cè)量精度。

角度位移傳感器的應(yīng)用

角度位移傳感器可以檢測(cè)磁場(chǎng)及其變化，其能在各種與磁場(chǎng)有關(guān)的場(chǎng)合中使用。其特點(diǎn)是高精度、無噪音、高靈敏度、高重復(fù)性、高分辨率、接近無限轉(zhuǎn)動(dòng)壽命、高頻響應(yīng)特性好；環(huán)境適用性強(qiáng)，可用于水、粉塵、高低溫、振動(dòng)沖擊等惡劣工業(yè)使用環(huán)境。

角位移傳感器適用于需要精確位移測(cè)量的場(chǎng)景，如汽車、航空伺服系統(tǒng)、工程監(jiān)控、計(jì)算機(jī)控制的運(yùn)動(dòng)設(shè)備等。此外，角度位移傳感器還被應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人中，控制機(jī)械手等可以活動(dòng)的關(guān)節(jié)，對(duì)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行控制。從結(jié)構(gòu)形式上看，角度傳感器可以包括線繞角度位移傳感器和非線繞角度位移傳感器。

線繞式角度位移傳感器是纏在金屬或者塑料骨架上作為電阻元件的電阻絲：

優(yōu)點(diǎn)：電阻溫度系數(shù)低，電阻值穩(wěn)定性好，功率負(fù)載大，使用壽命長(zhǎng)。

缺點(diǎn)：分辨率有必要的步長(zhǎng)，總電阻范圍窄，高頻性能差。

從力學(xué)分類來看，有一種在靜態(tài)下工作的角度位移傳感器，例如吊車和塔吊的吊臂上就用重錘方式角位移傳感器，只能用于沒有加速度運(yùn)動(dòng)的環(huán)境，通俗的理解就是不能在運(yùn)動(dòng)劇烈的環(huán)境上應(yīng)用，只能用在靜態(tài)的場(chǎng)合，是地球重力場(chǎng)直接作用下的傾斜儀器，類似的有氣泡水準(zhǔn)儀器，例如在經(jīng)緯儀、全站儀、裝修行業(yè)上使用，水平聯(lián)通管也是類似的原理。

角度位移傳感器標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量方法是在旋轉(zhuǎn)編碼器上加重錘，重錘是產(chǎn)生重力作用的元件，在車輛運(yùn)動(dòng)環(huán)境下，就要用空氣阻尼、油池阻尼、電磁阻尼來抑制重錘的晃動(dòng)以至振蕩，就必然使角位移傳感器的靈敏度下降，響應(yīng)速度下降。?

角度位移傳感器也有非絕對(duì)編碼，是增量輸出的，如果沒有起始脈沖專門信道，就要用自己外加初始定位傳感器，一般是用紅外的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，缺點(diǎn)是精度低。使用地磁角位移傳感器基本上不受環(huán)境振動(dòng)影響，又受電磁干擾影響，比賽車輛自身的電動(dòng)機(jī)就要磁屏蔽。

航海、航空和航天器使用一種紅外角度位移傳感器，對(duì)環(huán)境的可見光或紅外輻射進(jìn)行立體的比較，最簡(jiǎn)單的是求出運(yùn)載工具相對(duì)太陽(yáng)的姿態(tài)，是廣角和立體攝影和圖像處理技術(shù)的綜合，最簡(jiǎn)單地要分辨地平線;在比賽的空間，要受到小環(huán)境的光線干擾。

角度位移傳感器的選擇因素

通常，在角度位移傳感器的線性范圍內(nèi)，它的靈敏度越高越好。傳感器靈敏度高時(shí)，與被測(cè)量變化對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的值才比較大，有利于信號(hào)處理。這里要注意，角度位移傳感器的靈敏度較高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)與被測(cè)量無關(guān)的外界信號(hào)干擾，從而影響其測(cè)量精度。因此，傳感器需具備較高的信噪比，從而減少?gòu)耐饨缁烊氲母蓴_信號(hào)。

角度位移傳感器的頻率響應(yīng)特性取決于測(cè)量的信號(hào)頻率，需在允許的頻率范圍內(nèi)保持真實(shí)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。通常，它的響應(yīng)頻率較高，其能測(cè)量的信號(hào)頻率范圍就越廣。在動(dòng)態(tài)測(cè)量中，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的特性進(jìn)行響應(yīng)，以防產(chǎn)生過大的誤差。

在購(gòu)買角度位移傳感器時(shí)，還需考慮其穩(wěn)定性。通常，傳感器在運(yùn)行過一段時(shí)間后，設(shè)備性能保持不變的能力就稱為穩(wěn)定性。而影響角度位移傳感器的穩(wěn)定性因素主要有兩個(gè)，一個(gè)是其本身的構(gòu)造，另一個(gè)就是角度位移傳感器的工作環(huán)境。因此，想要具備良好穩(wěn)定性的傳感器，選擇傳感器時(shí)還需考慮到其對(duì)應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性。