角度位移傳感器(qì)是利用角度變化來定位物(wù)體位置的電(diàn)子元件(jiàn)。适用于汽車，工(gōng)程機(jī)械，宇宙裝置、導彈、飛(fēi)機(jī)雷達天線的伺服系統以及注塑機(jī)，木(mù)工(gōng)機(jī)械，印刷機(jī)，電(diàn)子尺，機(jī)器(qì)人，工(gōng)程監測，電(diàn)腦(nǎo)控制運動器(qì)械等需要精确測量位移的場合。本文介紹角度位移傳感器(qì)原理及其應用實例。

角度位移傳感器(qì)原理
　　角度傳感器(qì)用來檢測角度的。它的身體中有一(yī)個(gè)孔，可以配合樂高(gāo)的軸。當連結到(dào)RCX上(shàng)時，軸每轉過1/16圈，角度傳感器(qì)就(jiù)會(huì)計數一(yī)次。往一(yī)個(gè)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(qì)的初始位置有關。當初始化角度傳感器(qì)時，它的計數值被設置為(wèi)0，如果需要，你可以用編程把它重新複位。

角度位移傳感器(qì)實例
　　如果把角度傳感器(qì)連接到(dào)馬達和輪子之間的任何一(yī)根傳動軸上(shàng)，必須将正确的傳動比算(suàn)入所讀(dú)的數據。舉一(yī)個(gè)有關計算(suàn)的例子。在你的機(jī)器(qì)人身上(shàng)，馬達以3:1的傳動比與主輪連接。角度傳感器(qì)直接連接在馬達上(shàng)。所以它與主動輪的傳動比也是3:1。也就(jiù)是說，角度傳感器(qì)轉三周，主動輪轉一(yī)周。角度傳感器(qì)每旋轉一(yī)周計16個(gè)單位，所以16*3=48個(gè)增量相(xiàng)當于主動輪旋轉一(yī)周。現在，我們需要知道齒輪的圓周來計算(suàn)行進距離。幸運地是，每一(yī)個(gè)LEGO齒輪的輪胎上(shàng)面都會(huì)标有自(zì)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(gāo)使用的是公制單位)，因此它的周長(cháng)是81.6×π=81.6×3.14≈256.22CM。現在已知量都有了：齒輪的運行距離由48除角度所記錄的增量然後再乘以256。我們總結一(yī)下(xià)。稱R為(wèi)角度傳感器(qì)的分辨率(每旋轉一(yī)周計數值)，G是角度傳感器(qì)和齒輪之間的傳動比率。我們定義I為(wèi)輪子旋轉一(yī)周角度傳感器(qì)的增量。即：
I=G×R
在例子中，G為(wèi)3，對于樂高(gāo)角度傳感器(qì)來說，R一(yī)直為(wèi)16.因此，我們可以得到(dào)：
I=3×16=48
每旋轉一(yī)次，齒輪所經過的距離正是它的周長(cháng)C，應用這個(gè)方程式，利用其直徑，你可以得出這個(gè)結論。
C=D×π
在我們的例子中：
C=81.6×3.14=256.22
最後一(yī)步是将傳感器(qì)所記錄的數據-S轉換成輪子運動的距離-T，使用下(xià)面等式：
T=S×C/I
如果光(guāng)電(diàn)傳感器(qì)讀(dú)取的數值為(wèi)296，你可以計算(suàn)出相(xiàng)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(xiàng)同的.

角度位移傳感器(qì)實際上(shàng)應用
　　使用角度傳感器(qì)來控制你的輪子可以間接的發現障礙物(wù)。原理非常簡單：如果馬達 角度傳感器(qì)構造運轉，而齒輪不轉，說明你的機(jī)器(qì)已經被障礙物(wù)給擋住了。此技(jì)術(shù)使用起來非常簡單，而且非常有效;唯一(yī)要求就(jiù)是運動的輪子不能(néng)在地闆上(shàng)打滑(或者說打滑次數太多(duō))，否則你将無法檢測到(dào)障礙物(wù)。如果是一(yī)個(gè)空轉的齒輪連接到(dào)馬達上(shàng)就(jiù)可以避免這個(gè)問題，這個(gè)輪子不是由馬達驅動而是通(tōng)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(dào)障礙物(wù)了。
在許多(duō)情況下(xià)角度傳感器(qì)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(màn)或太快時，RCX在精确的檢測和計數方面會(huì)受到(dào)影響。事(shì)實上(shàng)，問題并不是出在RCX身上(shàng)，而是它的操作系統，如果速度超出了其指定範圍，RCX就(jiù)會(huì)丢失一(yī)些數據。Steve Baker用實驗證明過，轉速在每分鍾50到(dào)300轉之間是一(yī)個(gè)比較合适的範圍，在此之内不會(huì)有數據丢失的問題。然而，在低(dī)于12rpm或超過1400rm的範圍内，就(jiù)會(huì)有部分數據出現丢失的問題。而在12rpm至50rpm或者300rpm至1400rpm的範圍内時，RCX也偶會(huì)出現數據丢失的問題。