角度傳感器與傾角傳感器工作原理的區(qū)別
傾角傳感有三種不同工作原理,傾角傳感器有氣體.液體.固定三種不同基本原理的傾角傳感器,工業(yè)等行業(yè)大多數(shù)使用的是MEMS傾角傳感器,基本原理可以參考
https://www.zc-sensor.com/news/news-1767(傾角傳感器的原理)
角度傳感器結(jié)構(gòu)原理如下圖

機器人有兩個角度傳感器,通過傳動鏈將每一個角感連接到主動輪上。輪子的直徑為D,R為角感的分辨率,G為編碼器與輪子的傳動比,你
能得到一個轉(zhuǎn)換系數(shù)F,它將角度傳感器的每一個單位轉(zhuǎn)換成響應(yīng)的運動距離:
F = (D x π) / (G x R)
這個比的分子是D x π,表示輪子的圓周長,它剛好等于輪子轉(zhuǎn)動一周運動的距離。這個比的分母是G x R,定義編碼器計數(shù)的增量剛好等于輪子的一轉(zhuǎn)。F就表示每跳動一下移動的單位距離。
機器人使用最大的輪子,它的直徑是81.6mm。角度傳感器每一轉(zhuǎn)有16的分辨率,她與輪子的傳動比是1;5(輪子轉(zhuǎn)動一圈,角度傳感器轉(zhuǎn)動5圈)。結(jié)果是:
F = 81.6 mm x 3.1416 / (5 x 16 ticks) =3.2 mm/tick
就是說每次傳感器計數(shù)一次,輪子就會運動3.2mm。在任何給定的時間間隔,左輪運動的距離TL等于角度傳感器計數(shù)的增量IL乘以系數(shù)F
TL = IL x F
同樣,對右輪:
TR = IR x F
機器人的中心點,就是在連接兩輪的的中線上的一點,它移動的距離是TC
TC = (TR + TL) / 2
為了計算方向ΔO的變化你需知道機器人的另一個參數(shù),輪子間的距離B,或更精確一點,輪子與地接觸的那兩點間的距離。
ΔO = (TR – TL) / B
這個公式返回的值ΔO是弧度,使用下面的關(guān)系式將弧度轉(zhuǎn)變?yōu)榻嵌取?/p>
ΔODegrees = ΔORadians x 180 /π
你現(xiàn)在可以計算機器人的相對方位,在I時刻的新方位ΔO是建立在I-1時刻的方位變化ΔO
O是機器人所指的方位,為ΔO選擇同樣的單位的結(jié)果是:
Oi = Oi-1 + ΔO
同樣的,新的中心點卡迪爾坐標(biāo)是根據(jù)前一中心點移動距離的增量:
xi = xi-1 + TC x cos
yi = yi-1 + TC x sin Oi
這兩個三角函數(shù)把移動距離的矢量表示轉(zhuǎn)換成卡迪爾坐標(biāo)。
不幸的是,在進(jìn)行定位時你無法除去三角式中角度O,還好,有些特殊的情況,你可以避免三角函數(shù),比如,當(dāng)機器人在某個位置精確的轉(zhuǎn)動90度,并按照你所期望的筆直往前走。在這種情況下,x或y有一個是常量,其它運動距離的增量TC也同樣。使用雙差速齒你只需要一個角度傳感器,安裝在左或右輪上。這個機械結(jié)構(gòu)保證了當(dāng)一個馬達(dá)打開時機器人直線驅(qū)動,當(dāng)另一個馬達(dá)打開時機器人就轉(zhuǎn)彎,在第一種情況下,角度傳感器,角度傳感器將會測量小車運動的直線距離TC,而在第二中情況下,你必須要根據(jù)角度傳感器的增量讓它以90度的倍數(shù)旋轉(zhuǎn)。同步驅(qū)動輪子的轉(zhuǎn)動只能限制在90度范圍內(nèi),關(guān)于這個方向改變角度的物理約束,你確信使用右角度來處理。將角度傳感器連接到馬達(dá)上。
角度傳感器與傾角傳感器使用范圍的區(qū)別
傾角傳感器主要應(yīng)用于角度測量,零位調(diào)整,水平調(diào)整
傾角開關(guān)(十二路開關(guān)信號)
安全控制,報警,監(jiān)控
機械臂,大壩,建筑,橋梁角度測量
對準(zhǔn)控制,彎曲控制。
初始位置控制,傾角姿態(tài)記錄儀
汽車四輪定位
高空作業(yè)車
角度傳感器主要應(yīng)用于系列傾角,角度傳感器,距離傳感器,加速度傳感器,以及測量方位用的數(shù)字羅盤,電子羅盤和陀螺儀已經(jīng)廣泛的應(yīng)用應(yīng)用于石油,煤炭,鋼鐵,船舶,隧道,醫(yī)療設(shè)備,大壩,機械,物探儀器,地質(zhì),巖土,石油,礦山,管道,測斜導(dǎo)管,鐵路、港口、水利、高層建筑,墻洞,礦井、隧道、船塢、抗滑樁和板樁,煤礦,動態(tài)沖擊實驗,地質(zhì),衛(wèi)星GPS系統(tǒng),風(fēng)水,越野車,航海,實驗儀器,數(shù)字水平儀,醫(yī)療,機械調(diào)平,角度測量和監(jiān)視,汽車,起重機械運動檢測,康復(fù)系統(tǒng),生物工程系統(tǒng),虛擬現(xiàn)實、現(xiàn)實放大,體育,慣性導(dǎo)航系統(tǒng),人體姿態(tài)測量工業(yè)機械,摩托車陀螺儀,光纖,制導(dǎo),平衡,導(dǎo)向,方向測量,動態(tài)跟蹤,捷聯(lián),慣性,導(dǎo)航,方位角,角速度,速率,機械,爆轉(zhuǎn),測量等行業(yè)。