角度编码器是一种用于测量角度变化的传感器,采用HALL原理,主要由霍尔芯片和磁芯组成,尺寸可以做的非常小(15mm直径、20mm、22mm等)内部非接触方式循环运动,阻尼小,长时间运行精度不会下降,寿命高。输出信号支持模拟量0-5V,0-10V,4-20mA以及定制数字电路。在角度测量方面,具有非常大的优势,是替代传统电位器角度测量的优选方案。
以下是一些常见的角度传感器类型:
电位器式角度传感器:
工作原理:电位器由电阻体和电刷组成,当电刷转动时,其输出端能够获得与转动角度成比例关系的电阻值或电压。
特点:输出信号为模拟量,易受电磁干扰,一般用于电子设备音量控制。
旋转变压器:
工作原理:电磁式传感器,由定子和转子组成,当转子相对于定子产生角度位移时,会输出感应电压,由感应电压的大小和频率确定转子的转角和转速。
特点:精度高,输出量同样为模拟量,适用于潮湿、高速和高震动环境的角度位置检测。
光电编码器:
工作原理:将角位移转换为电信号的装置,分为绝对式和相对式两种。增量式编码器通过产生角位移输出方波信号,对该信号脉冲进行计数得到转角;绝对式编码器的每个角度位置都对应一个数字码。
特点:断电后重新测量时,测量值不会归零(绝对式),广泛应用于需要高精度角度测量的场合。
霍尔传感器:
工作原理:利用霍尔效应来感知角度变化。在磁场中放置一个霍尔半导体片,上面通过一个恒定的电流,磁场的变化被转换为半导体片电压的变化,监测此电压的变化就可以测量物体的旋转角度。
特点:通常固定不动,被测元件如马达的转动使得磁场线以直角穿过传感器,感应到磁场线的变化后即可得出对应角度的变化。
磁阻效应角度传感器:
工作原理:利用磁阻效应,即对通有电流的金属或半导体施加磁场时,其电阻值将发生明显变化。
特点:检测水平磁场的强度,具有更广泛的检测范围,可吸收布局误差,相对于温度变化性能更稳定。
电阻应变式角度传感器:
工作原理:基于电阻应变效应,当传感器受到角度变化引起的应力时,其电阻值会发生变化。
特点:适用于测量一些特定结构的角度变化。
光栅式角度传感器:
工作原理:利用光栅的莫尔条纹现象来测量角度变化。
特点:高精度,适用于高精度测量和定位。
感应同步器:
工作原理:基于电磁感应原理,通过测量感应电动势的变化来测量角度。
特点:适用于一些特定的工业测量和控制系统。
磁栅式角度传感器:
工作原理:利用磁栅的磁化特性和磁场分布来测量角度。
特点:适用于一些需要高精度和高可靠性的测量场合。
角度传感器种类繁多,每种传感器都有其独特的工作原理和适用场景。在选择角度传感器时,需要根据具体的应用需求、精度要求、环境条件等因素进行综合考虑。