角度传感器工作原理及应用简介

角度位移传感器是利用角度变化来定位物体位置的电子元件。适用于汽车，工程机械，

宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统以及注塑机，木工机械，印刷机，电子尺，机器
人，工程监测，电脑控制运动器械等需要精确测量位移的场合。本文介绍角度位移传感器原
理及其应用实例。
　　角度位移传感器原理

　　角度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。

　　角度位移传感器实例

　　如果把角度传感器连接到马达和轮子之间的任何一根传动轴上，必须将正确的传动比
算入所读的数据。举一个有关计算的例子。在你的机器人身上，马达以

 3:1 的传动比与主轮

连接。角度传感器直接连接在马达上。所以它与主动轮的传动比也是

3:1。也就是说，角度传

感器转三周，主动轮转一周。角度传感器每旋转一周计

16 个单位，所以 16*3=48 个增量相

当于主动轮旋转一周。现在，我们需要知道齿轮的圆周来计算行进距离。幸运地是，每一个
LEGO 齿轮的轮胎上面都会标有自身的直径。我们选择了体积最大的有轴的轮子，直径是
81.6CM（乐高使用的是公制单位），因此它的周长是 81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。现在已
知量都有了：齿轮的运行距离由

48 除角度所记录的增量然后再乘以 256。我们总结一下。称

R 为角度传感器的分辨率（每旋转一周计数值），G 是角度传感器和齿轮之间的传动比率。
我们定义

I 为轮子旋转一周角度传感器的增量。即：

　　

I=G×R

　　在例子中，

G 为 3，对于乐高角度传感器来说，R 一直为 16.因此，我们可以得到：

　　

I=3×16=48

　　每旋转一次，齿轮所经过的距离正是它的周长

C，应用这个方程式，利用其直径，你

可以得出这个结论。

　　

C=D×π

　　在我们的例子中：