角度传感器应用电路设计
“传感器应用技术”课程标准
“传感器应用技术”课程标准一、课程概要二、课程定位本课程是高职电子信息工程技术专业一门重要的专业拓展课程，旨在培养学生科技强国、文化自信、爱岗敬业、勇于创新、精益求精的思想政治与职业素养，掌握常用传感器的作用、分类、特性、工作原理及典型应用方法，具有传感器选型能力以及初步设计、制作与调试传感器应用电路的基本技能。
三、课程目标（一）素质（思政）目标1.培养学生爱党爱社会主义、担当民族复兴大任的爱国情怀；2.培养学生对社会主义核心价值观的情感认同和行为习惯；3.培养学生爱岗敬业、艰苦奋斗、勇于创新、热爱劳动的劳动精神；4.培养学生执着专注、精益求精、一丝不苟、科技强国的工匠精神；5.培养学生标准意识、规范意识、安全意识、服务质量职业意识；6.培养学生严谨细致、踏实耐心、团队协作、表达沟通的职业素质。
（二）知识目标1. 了解误差的基本概念，熟悉误差分析的基本方法；2. 熟悉传感器的定义、分类与基本特性；3. 熟悉常用仪器仪表功能与工作原理，掌握电子电路常规参数的测试方法；4. 掌握温湿度传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；5. 掌握光敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；6. 掌握力敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；7. 掌握超声波传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；8. 掌握磁敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；9．掌握气敏传感器种类、特性、工作原理及应用电路分析、制作与测试方法；10. 掌握其他新型传感器的特性及应用方法。
（二）能力目标1.具有根据被测参量选择合适传感器的能力；2.具有设计传感器接口电路的能力；3.具有制作传感器应用系统硬件电路的能力；4.具有调试传感器应用电路的能力；5.具有传感器应用系统设计和调试的综合能力；6.具有简单电子产品设计的能力；7.具有较强的思考、分析和解决问题的能力；8.具有传感器新技术的学习和应用能力。
角度传感器的工作原理
角度传感器的工作原理
首先，角度传感器的工作原理与其类型有关。
根据其工作原理的不同，角度传
感器可以分为旋转式角度传感器和倾斜式角度传感器两种类型。
旋转式角度传感器主要通过测量旋转轴的角度来实现角度测量，而倾斜式角度传感器则是通过测量传感器与地面的倾斜角度来实现角度测量。
不同类型的角度传感器在工作原理上有所差异，但都是通过测量物体的角度变化来实现角度测量的。
其次，角度传感器的工作原理与其内部结构有关。
角度传感器通常由传感器芯片、信号处理电路和输出接口等部分组成。
传感器芯片是角度传感器的核心部件，它能够感知物体的角度变化并将其转化为电信号。
信号处理电路则负责对传感器采集到的信号进行处理和转换，最终输出符合要求的角度数据。
而输出接口则将处理后的角度数据传输给外部设备进行显示或控制。
最后，角度传感器的工作原理与其测量精度和稳定性有关。
角度传感器在工作
过程中需要具有较高的测量精度和稳定性，这就要求角度传感器在设计和制造过程中要考虑到各种因素的影响，如温度、湿度、振动等。
只有在考虑到这些因素的情况下，角度传感器才能够准确地感知物体的角度变化并输出稳定的角度数据。
综上所述，角度传感器的工作原理是通过测量物体角度变化来实现角度测量的，其工作原理与其类型、内部结构、测量精度和稳定性等因素密切相关。
只有在这些因素的综合作用下，角度传感器才能够准确、稳定地实现角度测量，并在各个领域得到广泛的应用。
角度传感器原理
角度传感器原理
角度传感器是一种能够测量物体角度的装置，它可以通过不同的原理来实现角
度的测量，如光电、电容、电感等原理。
角度传感器的原理是基于物体的角度变化而产生的信号变化，通过测量这些信号的变化来获取物体的角度信息。
光电原理是角度传感器常用的原理之一，它利用光电效应来测量物体的角度。
光电传感器通过发射一束光线，并利用光电二极管来接收光线的反射，当物体的角度发生变化时，光线的反射位置也会发生变化，从而产生不同的电信号。
通过测量这些电信号的变化，就可以得到物体的角度信息。
另一种常用的原理是电容原理，电容角度传感器利用物体与电容传感器之间的
电容变化来测量角度。
当物体的角度发生变化时，与电容传感器的距离也会发生变化，从而导致电容值的变化。
通过测量电容值的变化，就可以得到物体的角度信息。
除此之外，角度传感器还可以利用电感原理、磁电效应等原理来实现角度的测量。
这些原理各有特点，可以根据不同的应用场景来选择合适的角度传感器原理。
总的来说，角度传感器原理是通过测量物体角度变化产生的信号变化来获取角
度信息的一种技术手段。
它在工业控制、航空航天、汽车电子等领域有着广泛的应用，为实现精准的角度测量提供了重要的技术支持。
随着科技的不断发展，相信角度传感器原理会有更多的创新和应用，为各行各业带来更多的便利和效益。
基于单片机的倾角传感器设计
基于PIC单片机的倾角传感器的设计摘要：介绍倾角传感器的工作原理，对PIC16C72与倾角传感器的硬件接口电路及其软件进行了设计，并且该设计已经由实验得到验证。
关键词：PIC16C72；单片机；倾角传感器0 前言设计中的倾角传感器是新型变质面积电容式倾角传感器，该倾角传感器技术是为数不多的、能够兼有结构简单、可靠性高、有通用传感器集成电路等优点的倾角传感器技术之一。
在测绘仪器仪表、建筑机械、天线定位、机器人技术、坦克和舰船火炮平台控制、飞机姿态、汽车电子控制、石油勘探、海上平台监控等方面有广泛应用。
1 倾角传感器的工作原理倾角传感器的电路原理如图1所示。
图1 倾角传感器原理图检测电路由比较器A1、A2、双稳态触发器及电容充放电回路组成。
C1、C2为可变介质面积电容式倾角传感器，其容量大小与倾角变化成比例。
双稳态触发器的两个输出端A、B作为差动脉冲宽度调制电路的输出。
设电源接通时，触发器的A端为高电位，B端为低电位，因此A 点通过R1对C1充电，直至M点的电位等于参考电压U f时，比较器A1产生一脉冲，触发器翻转，则A点呈低电位，B点呈高电位。
此时M 点电位经二级管D1迅速放电至零，而同时B点的高电位经R2向C2充电，当N点电位等于U f时，比较器A2产生一脉冲，使触发器又翻转一次，则A点呈高电位，B点呈低电位，重复上述过程。
如此周而复始，在双稳(a)(b) 态触发器的两输出端各自产生一宽度受C1、C2调制的方波脉冲。
当C1=C2时，线路上各点电压波形如图2（a）所示，A、B两点间平均电压为零。
当C1≠C2时，C1和C2充放电时间常数不同，电压波形如图2（b）所示，A、B两点间平均电压不再是零。
输出直流电压U SC由A、B两点间电压经低通滤波后获得，等于A、B两点间电压平均值U AP和U BP之差。
<!--[if !vml]-->式中U1——触发器输出高电平。
图2 各点电压波形图<!--[if !vml]-->设充电电阻R1=R2=R ，则得当倾角传感器在-90°=－+90°之间转动变化时，C1、C2的电容将随之发生变化。
角度传感器怎么接线【干货技巧】
角度传感器，顾名思义，是用来检测角度的。
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。
角度位移传感器的接线方法及原理：3个接线柱或红、黄、蓝三根线对应标牌标记1、2、3，分别表示：1是输入端；2是输出端；3是接地。
（请注意：如果引出端2接错线会烧坏传感器）轴从1端到3端角度旋转或直线位移时阻值发生变化，由2端按线性规律高精度输出，同时通过变换电路将阻值变化转换为信号显示。
角度位移传感器的安装1、以传感器安装凸台定位，用螺钉、螺母或压板固紧在金属板上。
在安装传感器时，严禁对轴、壳体进行车、钻等加工，避免轴或壳体受到外界的冲击力和压力，轴的轴向和径向不允许受到冲击力和压力（静压力应小于300N）。
严禁松动传感器上的螺钉，转动固紧环位置。
2、传感器出轴与其它机件联接时应注意轴心线要保持在一直线上（包括工作状态），如轴心线有偏差存在，建议使用万向接头或波纹管等转接件，以免传感器出轴弯曲变形，损坏其他器件，从而影响使用。
3、应防止水滴、蒸气、溶剂和腐蚀性气体对传感器的侵袭，防止金属屑或其他粉末进入传感器。
4、传感器的外部接线应焊接在引出端的腰槽处，尽量不要焊在引出端的顶部。
焊接时应使用不大于45W电铬铁，焊接时间应小于5秒。
在焊接及未冷却透时不应拉动导线，以免电刷丝或整个引出端被拉出，甚至脱落。
倾斜角度传感器作用倾斜角度传感用于各种测量角度的应用中。
例如，高精度激光仪器水平、工程机械设备调平、远距离测距仪器、高空平台安全保护、定向卫星通讯天线的俯仰角测量、船舶航行姿态测量、盾构顶管应用、大坝检测、地质设备倾斜监测、火炮炮管初射角度测量、雷达车辆平台检测、卫星通讯车姿态检测等等。
高精度单轴倾斜角度传感器以基于电容式3D-MEMS技术的单轴倾斜角度传感器，在全温区都能表现出它卓越的可靠性，超凡的稳定性及史无前例的高精度。
角度传感器的工作原理
角度传感器的工作原理角度传感器是一种用于测量物体角度变化的装置，它在工业、航空航天、汽车等领域都有着广泛的应用。
角度传感器的工作原理涉及到许多物理原理和电子技术，下面我们将详细介绍角度传感器的工作原理。
首先，角度传感器的工作原理可以分为两种类型，接触式和非接触式。
接触式角度传感器通过物理接触来测量物体的角度变化，而非接触式角度传感器则通过无线电波或光学原理来实现测量。
在接触式角度传感器中，常见的原理包括旋转变压器、光栅编码器和霍尔效应传感器；而在非接触式角度传感器中，常见的原理包括激光测距仪、陀螺仪和惯性导航系统。
接下来，让我们来详细介绍一下接触式角度传感器的工作原理。
旋转变压器是一种常见的接触式角度传感器，它通过旋转变压器的旋转角度来改变感应线圈中的感应电压，从而实现角度的测量。
光栅编码器则利用光电传感器和光栅盘之间的光电效应来测量角度变化，它的测量精度较高，常用于需要高精度角度测量的场合。
而霍尔效应传感器则利用霍尔元件对磁场的敏感性来测量角度变化，它具有灵敏度高、寿命长的特点，广泛应用于汽车转向系统、电机控制系统等领域。
而非接触式角度传感器的工作原理则更加复杂。
激光测距仪利用激光束对物体进行扫描，通过测量激光束的反射时间来计算物体的角度变化，它具有测量范围广、精度高的特点，常用于地理测绘、建筑测量等领域。
陀螺仪则利用陀螺效应来测量物体的角度变化，它的测量精度非常高，常用于飞行器、导航系统等领域。
惯性导航系统则通过测量物体的加速度和角速度来实现导航，它具有无需外部参考的特点，广泛应用于航天器、导航系统等领域。
综上所述，角度传感器的工作原理涉及到多种物理原理和电子技术，不同类型的角度传感器具有不同的工作原理和特点。
通过对角度传感器工作原理的深入了解，我们可以更好地选择和应用角度传感器，为各种领域的工程和科研提供更好的支持和保障。
角度传感器工作原理
角度传感器工作原理角度传感器是一种能够测量物体旋转角度的设备，它在工业控制、航空航天、汽车电子等领域有着广泛的应用。
在角度传感器的工作原理中，有几种常见的技术，包括电阻式、电容式、霍尔效应式和光学式等。
本文将对这几种角度传感器的工作原理进行介绍。
电阻式角度传感器是利用旋转电阻的原理来测量角度的变化。
当旋转电阻与外部旋转的物体连接后，随着物体的旋转，旋转电阻的阻值会发生相应的变化。
通过测量旋转电阻的阻值，就可以得到物体的旋转角度。
电阻式角度传感器具有结构简单、成本低廉的特点，但是精度相对较低。
电容式角度传感器则是利用电容的变化来测量角度的变化。
当物体发生旋转时，与之相连的电容器的电容值也会随之发生变化。
通过测量电容值的变化，就可以得到物体的旋转角度。
电容式角度传感器具有精度较高的特点，但是对环境的影响较大。
霍尔效应式角度传感器是利用霍尔元件来测量磁场的变化，从而得到角度的变化。
当物体发生旋转时，与之相连的霍尔元件所受到的磁场也会随之发生变化。
通过测量霍尔元件输出的信号，就可以得到物体的旋转角度。
霍尔效应式角度传感器具有灵敏度高、寿命长的特点，但是价格相对较高。
光学式角度传感器是利用光学原理来测量角度的变化。
通过光电传感器和光栅盘之间的相互作用，可以得到物体的旋转角度。
光学式角度传感器具有精度高、抗干扰能力强的特点，但是对环境光线的影响较大。
总的来说，不同类型的角度传感器在工作原理上有所不同，但都能够准确地测量物体的旋转角度。
在实际应用中，需要根据具体的场景和要求来选择合适的角度传感器类型，以确保测量的准确性和稳定性。
角度传感器的工作原理虽然复杂，但是在现代科技领域中有着重要的应用，为各行各业的发展提供了重要的技术支持。
基于iGMR原理角度传感器TLE5012B应用指导
基于iGMR原理角度传感器TLE5012B应用指南何喜富(英飞凌科技(中国)有限公司传感器高级应用工程师 ) 1.TLE5012B简介TLE5012B角度传感器基于iGMR技术，可检测平行于封装表面磁场360°变化。
可应用于汽车和工业领域里转角位置检测如方向盘转角，电机位置等。
TLE5012B内部集成角度计算模块，可以将原始值（sine和cosine）进行数字处理后输出绝对角度。
集成自动标定和温度补偿功能，在温度范围和寿命周期里可以达到1°精度。
汽车级认证，可工作在-40℃至150℃范围。
TLE5012B具备极其精确的角度分辨率(15bit)以及快速的信号处理能力和较短的延时/更新率，极其适合精确测定高动态应用中的转子位置。
同时TLE5012B具有先进的诊断功能及安全特性,确保了产品高可靠性。
1.1 iGMR原理所谓磁阻效应是指导体或半导体在磁场作用下其电阻值发生变化的现象，巨磁阻效应在1988年由彼得•格林贝格（Peter Grünberg）和艾尔伯•费尔（Albert Fert）分别独立发现，他们因此共同获得2007年诺贝尔物理学奖。
研究发现在磁性多层膜如Fe/Cr和Co/Cu中，铁磁性层被纳米级厚度的非磁性材料分隔开来。
在特定条件下，电阻率减小的幅度相当大，比通常磁性金属与合金材料的磁电阻值约高10余倍，这一现象称为“巨磁阻效应”。
如图1所示，基于巨磁阻效应的传感器其感应材料主要有三层：即参考层(Reference Layer或Pinned Layer)，普通层(Normal Layer)和自由层(Free Layer)。
参考层具有固定磁化方向，其磁化方向不会受到外界磁场方向影响。
普通层为非磁性材料薄膜层，将两层磁性材料薄膜层分隔开。
自由层磁场方会随着外界平行磁场方向的改变而改变。
图1：巨磁阻磁性感应层结构巨磁阻阻值由自由层和参考层之间磁场方向夹角决定，当自由层磁化方向和参考层磁化方向相同时，巨磁阻阻值最小。
一种角度传感器的电路设计
一种角度传感器的电路设计摘要：在现代工程技术中，经常会遇到角度的动态测量问题。
例如：起重机的起重臂提升角度的控制、钻机的钻头切入角度的控制、挖掘机的挖掘深度控制等，都需要对执行机构的姿态进行测量，此时角度的测量是必不可少的，有了角度值就能够准确地计算出执行机构的运动范围，在很好地满足施工要求的同时也提高了安全性。
本文介绍一种角度传感器的电路原理及设计过程，并通过仿真验证等环节最终制作出电路板，为机械设备的操控提供了方便。
关键词：工程技术角度传感器测量中图分类号：s611文献标识码： a 文章编号：一．设计总思路谈到机械设备执行机构角度的测量，不难想到脉冲编码器，使用脉冲编码器可以将机械转角转换为电脉冲，然后通过脉冲计数计算角度值，下图为设计总图。
那么使用什么芯片采集脉冲编码器输出的脉冲，如何计数、如何计算、如何输出，就是本文要介绍的主要内容。
二．硬件简介在整体电路中，要用到多个不同性质和功能的芯片来实现我们所要的功能，现对主要硬件介绍如下：（一）脉冲编码器脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器，可以把角位移转换成电信号的一种装置。
广泛地应用于工业各领域，其工作原理已为人们所熟知，这里不再赘述。
（二）四倍频电路qa740210在实际应用中，可以直接将脉冲编码器输出的脉冲送到计数器中计数，这样角度计数的精度就完全取决于脉冲编码器的分辨率，但如果采用四倍频的方法，不但可以提高精度，同时在满足精度要求的情况下可以选用分辨率较降的脉冲编码器，缩小了体积而且降低了成本。
qa740210可将两路正交的方波进行四倍频后产生两路加、减计数信号，可送加减计数器进行加、减计数，如图为四倍频电路：（三）计数器74hc193如图74hc193是可预置同步4位二进制加/减计数器，设有加计数脉冲输入端，减计数脉冲输入端，分别在接收到相应的脉冲时对输出的二进制结果进行加减计数。
同时还设有借位端和进位端、置数端和复位端等，利用这些端口可实现级联计数，由于是4位二进制，每个芯片最多只能记录15个脉冲数，若采用bcd计数法，需要四个芯片级联才能记录上万的脉冲数量，本文采用4个芯片级联，最大可以记录65535个脉冲，可以满足绝大部分的测量要求，关于级联的电路由于篇幅的原因不再赘述。
传感器信号调理电路
对于数字测量系统，除了使传感器输出信号（包括电压、 动态范围、信号源内阻、带宽等参数指标）适合于转换 为离散数据流外，信号调理的作用还在于满足模拟传感 器与数字DAQS之间的接口要求：(1)信号隔离，(2)信号
的预处理，(3)去除无用信号。
传感器输入的信号是一种原始的待处理电信号， 一般不方便直接使用，需要进行加工处理，这就是 传感器的信号调理。信号调理电路将传感器输出的 微弱信号转换为电压、电流或频率等便于测量的电 信号，输出信号精度较高。
1 概述
在数据采集中, 经常会遇到一些微弱的微伏级信号， 例如热电偶的输出信号，需要用放大器加以放大。
运算放大器
第一个使用真空管设 计的放大器大约在 1930年前后完成，这 个放大器可以执行加 与减的工作。 60年代 晚期，仙童半导体推 出了第一个被广泛使 用的集成电路运算放 大器，型号为μ A709.
-
R4
R6
A2
器A3，将双端 Ui2
+
U4
输入变为对地
测量放大器原理电路
的单端输入。
2 测量放大器的电路原理
测量放大器的增益
K U0 Ui1 Ui2
Ui1
+
U3 R3 U5
R5
A1
(U3 U 4 )U0
-
R1
-
(Ui1 Ui2 )(U3 U 4 ) IG RG
R2
A3
UO
+
U3 Ui1 IG R1
而同比例运算放大器可以得到较大的
输入电阻，较低的输出电阻
R2
-∞ +
uo
+ N1
R3 ui
测量放大器
测量放大器是一种带有精密差动电压增益的 器件，具有高输入阻抗、低输出阻抗、强抗 共模干扰能力、低温漂、低失调电压和高稳 定增益等特点，在检测微弱信号的系统中， 被广泛用作前置放大器。
pir电路设计
pir电路设计PIR电路设计PIR（Passive Infrared）电路是一种基于被动红外技术的传感器电路，常用于人体感应和智能安防系统中。
本文将介绍PIR电路的工作原理、设计要点以及应用领域。
一、工作原理PIR传感器通过感知环境中的红外辐射来检测人体的存在。
红外辐射是由物体的热能产生的电磁波，人体作为一个热源，在红外波段会发出较强的辐射。
PIR电路的核心部件是一个由红外感光材料制成的传感器，该传感器能够捕捉到环境中的红外辐射并将其转化为电信号。
当有人体进入PIR传感器的感知范围时，人体发出的红外辐射会被传感器感知到。
传感器将红外辐射转化为电信号后，经过放大和滤波等处理，最终输出一个高电平信号。
当人体离开感知范围后，传感器不再感知到红外辐射，输出信号变为低电平。
二、设计要点1. 选择合适的PIR传感器：不同的PIR传感器具有不同的感知范围和灵敏度，根据具体应用需求选择合适的传感器。
2. 确定感知范围和感知角度：PIR传感器的感知范围和感知角度是设计中的重要参数，需要根据具体应用场景进行调整。
3. 适当调整灵敏度：根据实际情况，调整PIR电路的灵敏度，以避免误报或漏报。
4. 添加延时电路：为了减少误报，可以在PIR电路中添加一个延时电路，延长感应信号的持续时间。
5. 降低功耗：为了节省能源，可以通过合理设计电路，降低PIR电路的功耗。
三、应用领域PIR电路广泛应用于各种人体感应和智能安防系统中。
以下是一些典型的应用领域：1. 家居安防：PIR传感器可以用于家庭安防系统，当有人闯入时，系统会自动报警。
2. 公共场所照明：PIR传感器可以用于公共场所的照明系统，当有人靠近时，系统会自动开启照明设备。
3. 自动门禁：PIR传感器可以用于自动门禁系统，当有人靠近门口时，门自动打开。
4. 能源管理：PIR传感器可以用于能源管理系统，当没有人在房间内时，自动关闭灯光和空调等设备，以节省能源。
总结PIR电路是一种基于被动红外技术的传感器电路，通过感知环境中的红外辐射来检测人体的存在。
角度传感器的原理
角度传感器的原理角度传感器是一种用于测量物体角度或旋转的装置。
它广泛应用于许多领域，包括工业自动化、机器人技术、航空航天、汽车工程等。
角度传感器的原理有很多种，下面将介绍其中几种常见的原理。
1. 光学编码器原理：光学编码器是一种基于光学原理来测量物体角度的传感器。
它由光源、编码盘、编码器和接收器等部件组成。
光源发射光线，经过编码盘上的刻纹或孔洞，形成光斑，光斑经过编码器传递到接收器，并被接收器测量和解码，最后得到物体的角度信息。
2. 电感传感器原理：电感传感器是一种基于电感量的测量来测量物体角度的传感器。
它由电感探头和电路组成。
当物体旋转时，电感探头内部的线圈感受到磁场的变化，从而导致电感量的变化。
通过测量电感量的变化来计算物体的角度信息。
3. 电容传感器原理：电容传感器是一种基于电容量的测量来测量物体角度的传感器。
它由电容探针和电路组成。
当物体旋转时，电容探针之间的电容量会发生改变，通过测量电容量的变化来计算物体的角度信息。
4. 效应传感器原理：效应传感器是一种基于物体与外部场的相互作用来测量物体角度的传感器。
常见的效应传感器包括霍尔效应传感器、磁阻传感器等。
以霍尔效应传感器为例，当物体旋转时，霍尔元件感受到外部磁场的变化，从而产生霍尔电压。
通过测量霍尔电压的变化来计算物体的角度信息。
5. 超声波传感器原理：超声波传感器是一种基于超声波的测距原理来测量物体角度的传感器。
它由超声波发射器和接收器组成。
超声波发射器发射超声波，经过物体反射后，被接收器接收到，通过测量超声波传播时间来计算物体的角度信息。
这些只是一些常见的角度传感器原理，实际上还有其他许多原理。
每种原理都有其自身的优缺点和适用范围，根据具体的应用需求选择适合的角度传感器原理非常重要。
另外，随着科学技术的不断发展，新的角度传感器原理也在不断涌现，未来角度传感器的性能和精度将会得到进一步提升。
基于TMR的二线制角度传感器设计
基于TMR的二线制角度传感器设计张珂;田跃;王琦【摘要】隧道磁阻(TMR)相比于传统磁敏感元件具有功耗低、体积小、灵敏度高、温度特性好等优点.基于TMR芯片设计的两线制非接触式角度传感器,遵循低功耗原则设计了硬件电路,软件上完成对芯片输出正弦曲线的修正和角度的校准,通过XTR115芯片实现了工业二线制4～20 mA标准输出,能对360°全角度进行精确测量.实验证明:该角度传感器精度达到设计要求,特别适用于需要远距离传输信号的工业现场.【期刊名称】《传感器与微系统》【年(卷),期】2016(035)005【总页数】4页(P80-83)【关键词】隧道磁阻磁传感器;两线制;4～20 mA;角度测量【作者】张珂;田跃;王琦【作者单位】北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心,北京100083;北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心,北京 100083;北京科技大学北京市弱磁检测及应用工程技术研究中心,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TP212磁敏角度传感器是一类利用磁电阻效应对角度进行测量的传感器，广泛应用于仪表技术和自动化控制等领域[1]。
隧道磁电阻效应(TMR)磁传感器是世界上第四代磁传感器应用技术，前三代分别为霍尔(Hall)效应、各向异性磁阻效应(AMR)、巨磁阻效应(GMR)磁传感器[2]。
与前三代技术相比，TMR磁传感器具有超低功耗、高灵敏度、信号幅值大、尺寸小、温度特性好等优点，在传感器应用领域显示出了强大的潜力[3,4]。
工业应用中，两线制传感器可以显著降低远距离信号传输的成本[5]。
工业两线制标准广泛采用4～20 mA的电流来作为传输信号。
基于TMR的两线制角度传感器既继承了TMR在信号采集上的诸多优点，又结合了两线制4～20 mA输出在信号传输中的优势，有着极高的实用性。
鉴于TMR芯片的优势，选取多维公司TMR3002芯片作为角度获取芯片。
TMR3002采用小尺寸LGA封装(3 mm×3 mm)，具有超低的功耗。
角度传感器的工作原理
角度传感器的工作原理
角度传感器是一种用于测量物体角度的设备。
它的工作原理基于物理规律，通常通过测量物体与参考点之间的相对位置来确定角度。
常见的角度传感器有许多种类，包括旋转电位器、光电编码器、磁性编码器等。
下面以旋转电位器为例，介绍一下它的工作原理。
旋转电位器包含一个固定的电阻和一个可以旋转的触点。
当触点在电阻上旋转时，电阻的阻值会发生变化。
角度传感器通过测量触点所在位置的电阻值来确定物体的角度。
具体来说，当旋转电位器旋转时，触点会与电阻的不同部分接触，形成一个电路。
通过测量电路的电阻值，可以得到触点所在的位置。
根据旋转电位器的设计，可以将电阻值与角度之间建立一种对应关系，从而确定物体的角度。
角度传感器在应用中有广泛的用途，可以用于测量机械设备的角度、航空航天工业的导航系统、汽车行驶方向的检测等。
总之，角度传感器通过测量物体与参考点之间的相对位置来确定角度，其中旋转电位器是一种常见的角度传感器，其工作原理基于测量电阻值来确定物体的角度。
基于单片机的汽车转向轮转角显示的设计
基于单片机的汽车转向轮转角显示的设计汽车转向轮转角显示器是一种用于显示汽车转向轮角度的装置，它通过单片机控制和显示器显示，能够实时显示车辆的转向轮转角。
本文将详细介绍基于单片机的汽车转向轮转角显示器的设计原理、硬件电路和软件实现方法。
汽车转向轮转角显示器的设计原理是通过测量转向轮的转动角度，然后将其转换为电信号，并通过单片机进行数据处理和显示。
具体的设计流程如下：1. 硬件电路设计：首先需要设计电路板，其中包括转向角度传感器、单片机、显示器和相关的电路连接。
转向角度传感器负责测量转向轮的转动角度，然后通过电信号输出给单片机处理。
单片机负责接收传感器的信号，并将其转换为数字信号进行处理，然后通过显示器将转动角度显示出来。
2. 转向角度传感器：可以采用一个旋转式角度传感器，通过将传感器与转向轮连接，并固定在车辆转向轮上。
当转向轮转动时，传感器能够实时测量到转动角度，并将其转换为电信号输出。
4. 显示器：可以选择LED点阵显示屏或LCD显示屏作为显示器。
通过与单片机连接，显示器可以接收单片机发送的转动角度数值，并将其显示出来。
5. 软件实现：首先需要进行单片机的编程，包括设置输入输出口、模数转换器的初始化和配置，以及与显示器的通信。
然后编写转动角度显示的程序，通过读取模拟信号并转换为数字信号，计算出转动角度的数值，并发送给显示器进行显示。
在设计过程中，需要注意以下几点：1. 选择合适的转向角度传感器，确保能够准确测量到转向轮的转动角度。
2. 设计合理的电路连接，确保传感器信号能够成功传输给单片机进行处理。
3. 编写稳定可靠的电路程序，确保能够准确计算转动角度并将其显示在显示器上。
汽车转向轮转角显示器的设计可以帮助驾驶员实时了解车辆的转向情况，提高驾驶的安全性和准确性，同时也具有一定的装饰效果。
角位移传感器设计
传感器课程设计报告专业：电子信息工程班级：0 7 0 2姓名：谭伟设计课题：角位移传感器设计2 0 1 0 年 6 月24 日角位移传感器设计目录《角位移传感器设计》课程设计任务书 ------------------------------ 2一、序言-------------------------------------------------------- 2二、磁电式传感器 ------------------------------------------------ 3三、基于UZZ9000和KMZ41的角度检测电路--------------------------- 33.1、UZZ9000的主要技术性能与特点 ------------------------------ 3 3.2、UZZ9000的引脚功能与封装形式 ------------------------------ 4 3.3、UZZ9000的内部结构与工作原理 ------------------------------ 4 3.4、磁阻式传感器KMZ41的特点---------------------------------- 4 3.5、由UZZ9000和KMZ41构成的角度检测电路---------------------- 5《角位移传感器》课程设计任务书1、总要求能够独立进行小型检测模块系统方案的设计及论证，选择合理的传感器、设计必要的接口电路等，以及合理选择有关元器件及正确使用相关工具与仪器设备等，并且能结合实际调试与实验进行有关精度分析与讨论。
2、总任务针对总要求进行原理及方案论证、模块设计、接口电路设计、焊接或插接与调试、精度分析以及撰写报告等工作。
3、设计题目角度传感器设计4、设计内容居于UZZ9000和KMZ41组成的角度传感器电路一、序言角度传感器是把对角度测量转换成其他物理量的测量，角度传感器的原理有将角度变化量的测量变为电阻变化测量的变阻器式角度传感器、将角度变化量的测量变为电容变化的测量的面积变化型电容角度传感器，将角度变化量的测量变为感应电动势变化量的测量的磁阻式角度传感器等等。
基于AD8276的电流源及角度传感器在农机中的应用
基于AD8276的电流源及角度传感器在农机中的应用宾显文;陈伟;林钦坚;管明源【摘要】介绍一个基于低功耗、宽电源电压范围、单位增益差动放大器AD8276与AD8605组成的恒流源系统和高精度角度电阻式角度传感器在精准农业机械自动导航耕种中的解决方案.文中给出了AD8276与AD8605的电路设计原理,并且通过相关电路仿真以及实际电路测试得出如下结论:高精度角度电阻式传感器旋转角度与基于AD8276电流源硬件采集电路输出电压成正线性相关,其回归方程为A=72Vo-1.055e-5,线性相关系数是0.9978.【期刊名称】《电子世界》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】2页(P46-47)【关键词】精密机械农业;角度传感器;自动导航;AD8276;AD8605【作者】宾显文;陈伟;林钦坚;管明源【作者单位】广州中海达卫星导航技术股份有限公司;广州中海达卫星导航技术股份有限公司;广州中海达卫星导航技术股份有限公司;广州中海达卫星导航技术股份有限公司【正文语种】中文中国是一个农业大国，而农业是一个国家的根基产业。
精准农业则代表着一个国家农业的发展方向和未来。
精准农业的概念精准农业是当今世界农业发展的新潮流，是由信息技术支持的、根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得更好经济效益和环境效益。
为了能达到精准农业的目的，农机自动导航耕种技术应运而生。
在农机自动导航耕种技术中，精准地控制农业大型机械在农田中精准地耕种是重点难题。
在整个系统中需要运用GPS、GIS及传感器等现代化技术。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁阻式传感器KMZ41的特点：
内部包含有两个有磁阻构成的、位置成正交的、独立的电桥（Wheatstone Bridge）。
其内部结构如下图所示：
将KMZ41置于有X轴、Y轴构成的平面上，当旋转磁场强度变化时，KMZ41就会产生两路正弦输出的信号，两信号的相位差就代表芯片轴向与磁场方向的夹角a，输出信号波形如下图所示：
图1 图2
图1为KMZ41产生的两路正弦输出信号；图2为芯片轴向与磁场方向的夹角。
UZZ9001的内部结构与工作原理：
UZZ9001的芯片内部包括A/D转换器1和A/D转换器2、滤波器、算法逻辑、SPI接口、时钟振荡器、；逻辑控制及复位等。
UZZ9001Y与KMZ41连接，能够将磁阻式传感器KMZ41输出的两个有相位差的正弦信号转换成数字信号输出，与微控制器配套构成一个角度测量系统。
*
角度传感器部分设计：
方案一
由UZZ9000和KMZ41构成的角度检测电路：
UZZ9000为线性电压输出式角度传感器调理器电路，输出电压与被测角度信号成正比；测量角度的范围是0~180°，且在0~100°范围内；测量误差小于±0.45°分辨力达0.1°；测量范围和输出零点均可调节；电源电压范围为+4.5~+5.5V；电源电流为10mA；工作温度范围是-40~+150℃。
由UZZ9000和KMZ41构成的电压输出式角度检测电路如图所示。
改变R2和R3的比值，可以调节传感器1的偏移量；改变R4和R5的阻值，可以调节传感器2的偏移量；改变R6和R7的比值，可以调节零点偏移；改变R8和R9的比值；可以调节测量角度范围。
电阻R2~R9可以采用电位器代替。
电路输出电压送至数字电压表或者微控制器系统，即可显示出被测角度值。
该电路可广泛用于发动机凸轮/曲轴速度及位置检测、节流阀控制、转向操作控制、汽车中的ABS系统等领域。
注：1.设置角度范围。
在UZZ9000的引脚端13加上不同的外部电压可以选择0~30到0~180共16个不同的角度范围。
2.零点偏移调节。
在UZZ9000的引脚端14加上一个外部电压，可以调节零
点偏移获知设置到0度。
3.输出特性。
当V out在Vddad的5%~9
4.5%时，UZZ9000的输出特性曲线处
于最佳线性状态，非线性误差为最小。
方案二
由UZZ9001和KMZ41构成的角度检测电路
与UZZ9000线性电压输出方式不同，UZZ9001采用SPI串行接口的数字输出方式，输出数字信号与被测角度信号成正比；其精度与UZZ9001相同。
由UZZ9001和KMZ41构成的数字输出的角度检测电路如图1所示。
SPI接口与微控制器连接，电位器OFFS1和OFFS2用来调节传感器1和传感器2的偏移量。
SPI串行总线的时序波形如图2所示，其中的时间参数如表1所列。
调整模式的设置与时序波形与UZZ9000相同。
图1 UZZ9001和KMZ41构成的数字输出的角度检测电路
图2 SPI串行总线的时序波形
综上可知，UZZ9001采用SPI构成的数字输出式角度传感器信号调理器电路比较简单；而UZZ9000构成的电压输出式电路，需要外加很多的电路才得以实现，相对来说比较复杂；因此选择方案二。