移动机器人原理与设计 深度解读角度传感器(3)

在液体摆的应用中也有根据液体位置变化引起应变片的变化，从而引起输出电信号变化而感知倾角的变化。在实用中除此类型外，还有在电解质溶液中留下一气泡，当装置倾斜时气泡会运动使电容发生变化而感应出倾角的“液体摆”。移动机器人原理与设计

“气体摆”式惯性器件

气体在受热时受到浮升力的作用，如同固体摆和液体摆也具有的敏感质量一样，热气流总是力图保持在铅垂方向上，因此也具有摆的特性。“气体摆”式惯性元件由密闭腔体、气体和组成。当腔体所在平面相对水平面倾斜或腔体受到加速度的作用时，的阻值发生变化，并且阻值的变化是角度q或加速度的函数，因而也具有摆的效应。其中阻值的变化是气体与之间的能量交换引起的。

“气体摆”式惯性器件的敏感机理基于密闭腔体中的能量传递，在密闭腔体中有气体和，是唯一的热源。当装置通电时，对气体加热。在能量交换中对流是主要形式。

固、液、气体摆性能比较

就基于固体摆、液体摆及气体摆原理研制的倾角传感器而言，它们各有所长。在重力场中，固体摆的敏感质量是摆锤质量，液体摆的敏感质量是电解液，而气体摆的敏感质量是气体。

气体是密封腔体内的唯一运动体，它的质量较小，在大冲击或高过载时产生的惯性力也很小，所以具有较强的抗振动或冲击能力。但气体运动控制较为复杂，影响其运动的因素较多，其精度无法达到军用武器系统的要求。

固体摆倾角传感器有明确的摆长和摆心，其机理基本上与加速度传感器相同。在实用中产品类型较多如电磁摆式，其产品测量范围、精度及抗过载能力较高，在武器系统中应用也较为广泛。

液体摆倾角传感器介于两者之间，但系统稳定，在高精度系统中，应用较为广泛，且产品多为此类

其它角度传感器

RFA4000系列

RFA4000系列角度传感器，非接触式，无磨损，空间测量

● 非接触式测量技术，磁场感应测量

● 磁块、传感器空间隔离

● 工作量程可达360o

● 安装简便

● 磁块对中允许左右偏移±3mm

● 防护等级IP67

● 可单路或冗余输出

● 无限机械使用寿命

● 分辨率12位

● 独立线性±0.5%

● 高性价比

● 体积小巧，30 x 30 x 7mm3

特点：该传感器通过感知磁场方向的变化，来确定需要测量的角度。一般情况，转动的机件轴上装有磁块，机件轴转动造成磁场方向变化，该变化被传感器的集成电路反应出来。经过计算得出模拟量的角度信号输出。传感器外形小巧，可以应用于非常狭窄的安装空间。传感器由高等级耐高温塑料材料制成。传感器安全密封，适用于灰尘，污垢或潮湿等恶劣环境。

RFA 系列传感器由磁块和传感器两部分组成，传感器自身无转动轴和轴承，这样最大程度方便客户安装和维护。磁块和传感器之间允许非磁性介质，磁场能穿透介质进行空间测量。信号输出通过密封于传感器内部的屏蔽电缆/ 镀锡导线实现。

CK系传感器

CK 系列角度传感器采用智能磁敏感元件，将机械转动或角位移转化为电信号输出，非接触测量。产品具有分辨率高，温度稳定性好， 360 °范围内绝对角位置测量等优点。适用于水、油、汽、粉尘等恶劣环境。产品可提供多种输出形式：模拟量， PWM 脉宽调制波， SPI 串行协议输出等。可配接显示仪表。角度显示仪表可选带报警功能、角度设定功能、 PID 调节以及计算机通讯接口和打印接口等多项功能。

CK系列特点： 非接触测量；360 °全角度绝对位置测量；温度稳定性好；高灵敏度；长寿命；性价比高 产品应用

角度传感器的选择标准

1、频率响应特性

角度传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有—定延迟，希望延迟时间越短越好。

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