1、傳感器測(cè)量適用于多大壓力值?
答:首先需要了解的是對(duì)應(yīng)系統(tǒng)中所需要的最大壓力值。那么所需要選配的壓力傳感器壓力范圍最大值應(yīng)該達(dá)到系統(tǒng)所需最大壓力值的1.5倍。這些額外的壓力范圍是由于許多的系統(tǒng),特別是水壓和過(guò)程控制,存在壓力尖峰或者連續(xù)的脈沖。這些尖峰可能會(huì)達(dá)到“最大”壓力的五至十倍,有可能造成傳感器的損壞。連續(xù)的高壓脈沖,接近或者超過(guò)傳感器的最大額定壓力,也會(huì)縮短傳感器的壽命。所以僅僅提高傳感器額定壓力并不是萬(wàn)全之策,因?yàn)檫@會(huì)犧牲傳感器的分辨率。也可以使用緩沖器來(lái)減弱尖峰,但是這也僅僅是一個(gè)折中方案,因?yàn)檫@會(huì)降低傳感器的響應(yīng)速度。
2、傳感器需要達(dá)到什么樣的精度?
答:精確度是行業(yè)內(nèi)通俗用來(lái)描述傳感器輸出誤差常用的一個(gè)術(shù)語(yǔ)。它來(lái)源于非線性,遲滯,不可重復(fù)性,溫度,零點(diǎn)平衡,校正和濕度效應(yīng)。通常下我們將精確度指定為非線性,遲滯和不可重復(fù)性的綜合影響。對(duì)許多傳感器來(lái)說(shuō),“精確度”會(huì)由于溫度,零點(diǎn)平衡等因素而比標(biāo)稱值更低。擁有更高精確度的傳感器的成本會(huì)更高,那么所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)真是需要這么高的精確度嗎?使用高精確度傳感器和低分辨率儀器組成的系統(tǒng)其實(shí)是一種低效率的解決方案。
3、傳感器的耐溫性如何?
答:壓力傳感器,像所有物理設(shè)備系統(tǒng)一樣,會(huì)在極端溫度的環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤甚至無(wú)法使用。一般每個(gè)傳感器將會(huì)有兩個(gè)溫度范圍,分別是工作范圍和補(bǔ)償范圍。補(bǔ)償范圍包含在工作范圍之內(nèi)。
工作范圍是指在這個(gè)范圍內(nèi),傳感器通電后可以暴露在介質(zhì)中而不會(huì)發(fā)生損壞。但是,這并不表示當(dāng)處于補(bǔ)償范圍以外的時(shí)候其性能也能達(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格(溫度系數(shù))。
補(bǔ)償范圍一般是在工作范圍之內(nèi)的一段更狹窄的范圍。在這個(gè)范圍內(nèi),傳感器確??梢赃_(dá)到標(biāo)稱的規(guī)格。溫度的改變通過(guò)兩種方法影響傳感器,其一是造成零點(diǎn)漂移,其二是影響整個(gè)量程的輸出。傳感器規(guī)格說(shuō)明應(yīng)該將這些誤差以下列形式列出:±x%滿量程/°C,±x%讀數(shù)/°C,±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)滿量程,或者±x%整個(gè)溫度補(bǔ)償范圍內(nèi)讀數(shù)。如果沒(méi)有這些參數(shù)會(huì)給你在使用中造成不確定。那么傳感器輸出的改變是由于壓力變化還是溫度變化呢?在理解如何使用傳感器的時(shí)候,溫度效應(yīng)將是最復(fù)雜的部分。
4、選擇何種輸出?
答:一般的傳感器都有毫伏輸出,或者電壓放大,或者毫安,或者頻率輸出。所選擇的輸出類型依賴于所選的傳感器與系統(tǒng)控制或者顯示部件之間的距離,噪音,以及其他電氣干擾,還有是否需要放大,較佳放置放大器的位置等。對(duì)于許多的原始設(shè)備制造商來(lái)說(shuō),他們的控制元件和傳感器距離很短,所以毫伏輸出一般就足夠了而且成本較低。
如果需要傳感器輸出放大,那么使用另外一個(gè)有內(nèi)置放大器的傳感器更加簡(jiǎn)單。在長(zhǎng)距離電纜,或者有大電氣噪音區(qū)域內(nèi),就需要毫安輸出或者頻率輸出了。在有很強(qiáng)射頻干擾和電磁干擾的環(huán)境中,也就需要考慮在毫安和頻率輸出外在額外增加一些屏蔽或這過(guò)濾設(shè)備了。
角度傳感器用來(lái)檢測(cè)角度的。它的身體中有一個(gè)孔,可以配合樂(lè)高的軸。當(dāng)連結(jié)到rcx上時(shí),軸每轉(zhuǎn)過(guò)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。
如果把角度傳感器連接到馬達(dá)和輪子之間的任何一根傳動(dòng)軸上,必須將正確的傳動(dòng)比算入所讀的數(shù)據(jù)。舉一個(gè)有關(guān)計(jì)算的例子。在你的機(jī)器人身上,馬達(dá)以3:1的傳動(dòng)比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達(dá)上。所以它與主動(dòng)輪的傳動(dòng)比也是3:1。也就是說(shuō),角度傳感器轉(zhuǎn)三周,主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周。角度傳感器每旋轉(zhuǎn)一周計(jì)16個(gè)單位,所以16*3=48個(gè)增量相當(dāng)于主動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)一周。我們需要知道齒輪的圓周來(lái)計(jì)算行進(jìn)距離。幸運(yùn)地是,每一個(gè)LEGO齒輪的輪胎上面都會(huì)標(biāo)有自身的直徑。我們選擇了體積大的有軸的輪子,直徑是81.6CM(樂(lè)高使用的是公制單位),因此它的周長(zhǎng)是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。已知量都有了:齒輪的運(yùn)行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結(jié)一下。稱R為角度傳感器的分辨率(每旋轉(zhuǎn)一周計(jì)數(shù)值),G是角度傳感器和齒輪之間的傳動(dòng)比率。我們定義I為輪子旋轉(zhuǎn)一周角度傳感器的增量
應(yīng)用領(lǐng)域:使用角度傳感器來(lái)控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡(jiǎn)單:如果馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn),而齒輪不轉(zhuǎn),說(shuō)明你的機(jī)器已經(jīng)被障礙物給擋住了。此技術(shù)使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單,而且非常有效;唯yi要求就是運(yùn)動(dòng)的輪子不能在地板上打滑(或者說(shuō)打滑次數(shù)太多),否則你將無(wú)法檢測(cè)到障礙物。如果是一個(gè)空轉(zhuǎn)的齒輪連接到馬達(dá)上就可以避免這個(gè)問(wèn)題,這個(gè)輪子不是由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)而是通過(guò)裝置的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)它:在驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中,如果惰輪停止了,說(shuō)明你碰到障礙物了。
在許多情況下角度傳感器是非常有用的:控制手臂,頭部和其它可移動(dòng)部位的位置。值的注意的是,當(dāng)運(yùn)行速度太慢或太快時(shí),RCX在的檢測(cè)和計(jì)數(shù)方面會(huì)受到影響。事實(shí)上,問(wèn)題并不是出在RCX身上,而是它的操作系統(tǒng),如果速度超出了其指定范圍,RCX就會(huì)丟失一些數(shù)據(jù)。Steve Baker用實(shí)驗(yàn)證明過(guò),轉(zhuǎn)速在每分鐘50到300轉(zhuǎn)之間是一個(gè)比較合適的范圍,在此之內(nèi)不會(huì)有數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。然而,在低于12rpm或超過(guò)1400rpm的范圍內(nèi),就會(huì)有部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的問(wèn)題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內(nèi)時(shí),RCX也偶會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題
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