角度位移传感器的应用领域

传感器(英文名称：transducer/sensor)是一种检测装置，能感受力、温度、光线、颜色以及化学成分等非电学量信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。角度位移传感器

传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。依据工作环境以及其测量的非电学量的差异，可分为很多种类。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。其中较为常见的传感器有压力传感器、温度传感器、电流传感器以及角度位移传感器等。

下面我们来介绍认识一下角度位移传感器的应用领域。

什么是角度位移传感器

角位移传感器是位移传感器的一种型号，是把对角度测量转换成其他物理量的测量，它采用非接触式zhuanli设计，与同步分析器和电位计等其它传统的角位移测量仪相比，有效地提高了长期可靠性。

该传感器采用特殊形状的转子和线绕线圈，模拟线性可变差动传感器(LVDT)的线性位移，有较高的可靠性和性能，转子轴的旋转运动产生线性输出信号，围绕出厂预置的零位移动±60(总共1200)度。此输出信号的相位指示离开零位的位移方向。转子的非接触式电磁耦合使产品具有无限的分辨率，即绝对测量精度可达到零点几度。

角度位移传感器的工作原理

角度位移传感器用来检测角度的。它的身体中有一个孔，可以配合乐高的轴。当连结到 RCX 上时，轴每转过 1/16 圈，角度传感器就会计数一次。往一个方向转动时，计数增加，转动方向改变时，计数减少。计数与角度传感器的初始位置有关。当初始化角度传感器时，它的计数值被设置为 0，如果需要，你可以用编程把它重新复位。

有以下三种情况：

(1)将角度变化量的测量变为电阻变化测量的变阻器式角位移传感器；

(2)将角度变化量的测量变为电容变化的测量的面积变化型电容角位移传感器；

(3)将角度变化量的测量变为感应电动势变化量的测量的磁阻式角位移传感器等等。

它的设计独特，在不使用诸如滑环、叶片、接触式游标、电刷等易磨损的活动部件的前提下仍可保证测量精度。

角度位移传感器的应用

角度位移传感器可以检测磁场及其变化，其能在各种与磁场有关的场合中使用。其特点是高精度、无噪音、高灵敏度、高重复性、高分辨率、接近无限转动寿命、高频响应特性好；环境适用性强，可用于水、粉尘、高低温、振动冲击等恶劣工业使用环境。

角位移传感器适用于需要精确位移测量的场景，如汽车、航空伺服系统、工程监控、计算机控制的运动设备等。此外，角度位移传感器还被应用在工业机器人中，控制机械手等可以活动的关节，对工业机器人进行控制。从结构形式上看，角度传感器可以包括线绕角度位移传感器和非线绕角度位移传感器。

线绕式角度位移传感器是缠在金属或者塑料骨架上作为电阻元件的电阻丝：

优点：电阻温度系数低，电阻值稳定性好，功率负载大，使用寿命长。

缺点：分辨率有必要的步长，总电阻范围窄，高频性能差。

从力学分类来看，有一种在静态下工作的角度位移传感器，例如吊车和塔吊的吊臂上就用重锤方式角位移传感器，只能用于没有加速度运动的环境，通俗的理解就是不能在运动剧烈的环境上应用，只能用在静态的场合，是地球重力场直接作用下的倾斜仪器，类似的有气泡水准仪器，例如在经纬仪、全站仪、装修行业上使用，水平联通管也是类似的原理。

角度位移传感器标准的测量方法是在旋转编码器上加重锤，重锤是产生重力作用的元件，在车辆运动环境下，就要用空气阻尼、油池阻尼、电磁阻尼来抑制重锤的晃动以至振荡，就必然使角位移传感器的灵敏度下降，响应速度下降。 

角度位移传感器也有非绝对编码，是增量输出的，如果没有起始脉冲专门信道，就要用自己外加初始定位传感器，一般是用红外的标准产品，缺点是精度低。使用地磁角位移传感器基本上不受环境振动影响，又受电磁干扰影响，比赛车辆自身的电动机就要磁屏蔽。

航海、航空和航天器使用一种红外角度位移传感器，对环境的可见光或红外辐射进行立体的比较，最简单的是求出运载工具相对太阳的姿态，是广角和立体摄影和图像处理技术的综合，最简单地要分辨地平线;在比赛的空间，要受到小环境的光线干扰。

角度位移传感器的选择因素

通常，在角度位移传感器的线性范围内，它的灵敏度越高越好。传感器灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。这里要注意，角度位移传感器的灵敏度较高时，会出现与被测量无关的外界信号干扰，从而影响其测量精度。因此，传感器需具备较高的信噪比，从而减少从外界混入的干扰信号。

角度位移传感器的频率响应特性取决于测量的信号频率，需在允许的频率范围内保持真实的测量标准。通常，它的响应频率较高，其能测量的信号频率范围就越广。在动态测量中，应根据信号的特性进行响应，以防产生过大的误差。

在购买角度位移传感器时，还需考虑其稳定性。通常，传感器在运行过一段时间后，设备性能保持不变的能力就称为稳定性。而影响角度位移传感器的稳定性因素主要有两个，一个是其本身的构造，另一个就是角度位移传感器的工作环境。因此，想要具备良好稳定性的传感器，选择传感器时还需考虑到其对应用环境适应性。