角度傳感器，顧名思義，是用來檢測角度的。它的身體中有一個孔，可以配合樂高的軸。當連結到RCX上時，軸每轉過1/16圈，角度傳感器就會計數一次。往一個方向轉動時，計數增加，轉動方向改變時，計數減少。計數與角度傳感器的初始位置有關。當初始化角度傳感器時，它的計數值被設置為0，如果需要，你可以用編程把它重新復位。

概述

當在機器人身上連接上輪子（或通過齒輪傳動來移動機器人）時，可以依據旋轉的角度和輪子圓周數來推斷機器人移動的距離。然后就可以把距離轉換成速度，你也可以用它除以所用時間。

實際上，計算距離的基本方程式為：

距離=速度×時間

由此可以得到：

速度=距離/時間

舉例

如果把角度傳感器連接到馬達和輪子之間的任何一根傳動軸上，必須將正確的傳動比算入所讀的數據。舉一個有關計算的例子。在你的機器人身上，馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器直接連接在馬達上。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就是說，角度傳感器轉三周，主動輪轉一周。角度傳感器每旋轉一周計16個單位，所以16*3=48個增量相當于主動輪旋轉一周。我們需要知道齒輪的圓周來計算行進距離。幸運地是，每一個LEGO齒輪的輪胎上面都會標有自身的直徑。我們選擇了體積最大的有軸的輪子，直徑是81.6CM(樂高使用的是公制單位)，因此它的周長是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。

已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然后再乘以256。我們總結一下。稱R為角度傳感器的分辨率（每旋轉一周計數值），G是角度傳感器和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為輪子旋轉一周角度傳感器的增量。

即：

I=G×R

在例子中，G為3，對于樂高角度傳感器來說，R一直為16.因此，我們可以得到：

I=3×16=48

每旋轉一次，齒輪所經過的距離正是它的周長C，應用這個方程式，利用其直徑，你可以得出這個結論。

C=D×π

在我們的例子中：

C=81.6×3.14=256.22

最后一步是將傳感器所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T，使用下面等式：

T=S×C/I

如果光電傳感器讀取的數值為296，你可以計算出相應的距離：

T=296×256.22/48=1580距離（T）的單位與輪子直徑單位是相同的.

無接觸角度傳感器

無觸點角度傳感器，又稱無接觸電位器，廣泛應用于工業(yè)自動化設備、工程機械、紡織機械、造紙印刷機械、石化設備、國防工業(yè)等自動控制設備的水平和旋轉角度的測量，也適用于拉絲機等作張力傳感器。

方位角度傳感器

方位角又稱地平經度，是在平面上量度物體之間的角度差的方法之一。傳感器測量方位角是從某點的指北方向線起，依順時針方向到目標方向線之間的水平夾角，是一種兩面角，即午圈所在的平面與通過天體所在的地平經圈平面的夾角，以午圈所在的平面為起始面，按順時針方向度量。方位的度量亦可在地平圈上進行，以南點為起算點，由南點開始按順時針方向計量。方位的大小變化范圍為0°～360°，南點為0°，西點為90°，北點為180°，東點為270°。上述這種方位度量是在天文學中所用的方法。

方位角傳感器在跟隨著軍事技術的發(fā)展，有著高科技作戰(zhàn)的性能。傳感器測試系統(tǒng)的信息化是實現中國軍隊裝備現代化建設主要途徑，當務之急應該用高新技術提升老裝備的性能。這既是提升現有武器裝備的一個重要環(huán)節(jié)，又是最大限度地發(fā)揮現有裝備整體作戰(zhàn)效能的一個重要因素。我國現役的炮塔方位角系統(tǒng)中．老型號較多，大部分沒有配備自動檢測和錄取設備。炮塔方位角系統(tǒng)的各種參數的計算、數據的處理和上報大多數由人工進行，難以勝任復雜環(huán)境下快速、準確采集。為適應現代化炮塔方位角系統(tǒng)的要求，必須具有一套自動采集和分析能力的完整測試系統(tǒng)。

應用領域

在程序不僅僅會用到乘法和除法的數學運算，還有更多的需要多留心（有關內容我們將在第12章進行進一步的討論）。

使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現障礙物。原理非常簡單：如果馬達

運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數太多），否則你將無法檢測到障礙物。

如果是一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它：在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了。

在許多情況下角度傳感器是非常有用的：控制手臂，頭部和其它可移動部位的位置。值的注意的是，當運行速度太慢或太快時，RCX在精確的檢測和計數方面會受到影響。事實上，問題并不是出在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就會丟失一些數據。Steve Baker用實驗證明過，轉速在每分鐘50到300轉之間是一個比較合適的范圍，在此之內不會有數據丟失的問題。然而，在低于12rpm或超過1400rpm的范圍內，就會有部分數據出現丟失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的范圍內時，RCX也偶會出現數據丟失的問題。

軍事上應用

大家熟知的火炮是利用火藥燃氣壓力等能源拋射彈丸，口徑等于和大于20毫米的身管射擊武器?；鹋谕ǔＳ膳谏砗团诩軆纱蟛糠纸M成。早在1332年，中國的元朝就在部隊中裝備了最早的金屬身管火炮：青銅火銃?；鹋谕ǔＳ膳谏砗团诩軆纱蟛糠纸M成?；鹋谏鋼魰r對炮床傾角的要求很高，利用角度傳感器設計的數字式象限儀，可明顯提高校正炮床的速度，降低操作難度。

角度傳感器是作為炮彈發(fā)射的準確性，穩(wěn)定性提供最大的幫助。大家都知道火炮身管用來賦予彈丸初速和飛行方向，炮尾用來裝填炮彈，炮閂用以關閉炮膛，擊發(fā)炮彈。如今炮架由反后坐裝置、方向機、高低機、瞄準裝置、大架和運動體，角度傳感器等組成，而反后坐裝置用以保證火炮發(fā)射炮彈后的復位，方向機和高低機用來保證火炮發(fā)射炮彈后復位，方向機和高低機用來操縱炮身變換方向和高低，瞄準裝置由角度傳感器，瞄準具和瞄準鏡組成，用以裝定火炮射擊數據，實施瞄準射擊，大架和運動體用于射擊時支撐火炮，行軍時作為炮車。

應用場合

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字羅盤，電子羅盤和陀螺儀已經廣泛的應用應用于石油，煤炭，鋼鐵，船舶，隧道，醫(yī)療設備，大壩，機械，物探儀器，地質，巖土，石油，礦山，管道，測斜導管，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，衛(wèi)星GPS系統(tǒng)，風水，越野車，航海，實驗儀器，數字水平儀，醫(yī)療，機械調平，角度測量和監(jiān)視，汽車，起重機械運動檢測，康復系統(tǒng)，生物工程系統(tǒng)，虛擬現實、現實放大，體育，慣性導航系統(tǒng)，人體姿態(tài)測量工業(yè)機械，摩托車陀螺儀，光纖，制導，平衡，導向，方向測量，動態(tài)跟蹤，捷聯，慣性，導航，方位角，角速度，速率，機械，爆轉，測量等行業(yè)。

典型應用場合

地理:山體滑坡，雪崩.

民用:大壩，建筑，橋梁，玩具，報警，運輸

工業(yè)：吊車，吊架，收割機，起重機，稱重系統(tǒng)的傾斜補償，瀝青機．鋪路機等。

火車：高速列車轉向架和客車車廂的傾斜測量

海事：縱傾和橫滾控制，油輪控制，天線位置控制。

鉆井：精確鉆井傾斜控制。

機械：傾斜控制，大型機械對準控制，彎曲控制，起重機

軍用：火炮和雷達調整，初始位置控制，導航系統(tǒng)，軍用著陸平臺控制。

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