角度传感器简单应用系统
工程倾角传感器解决方案
工程倾角传感器解决方案引言工程倾角传感器是一种用于测量物体相对于地面的倾斜角度的传感器。
它可以帮助工程师和技术人员在建筑、道路建设、机械设备等领域准确地测量倾斜角度。
本文将介绍工程倾角传感器的工作原理、应用领域、解决方案等内容。
工程倾角传感器的工作原理工程倾角传感器主要基于MEMS技术（微机电系统技术）或倾角传感器芯片来实现。
该传感器能够通过内部的倾斜角度检测装置，测量物体相对于地面的倾斜角度。
倾角传感器主要由加速度计、陀螺仪和磁罗盘等部件组成，它们能够对三轴加速度、三轴角速度和三轴磁场进行监测，并通过算法计算出物体的倾斜角度。
工程倾角传感器的应用领域工程倾角传感器主要应用于以下几个领域：1. 建筑工程：在建筑工程中，工程倾角传感器可以用于测量墙体、地面、天花板等部件的倾斜角度，以确保建筑物的结构和平衡性。
2. 机械设备：在机械设备领域，工程倾角传感器可以用于测量各种设备的倾斜角度，如吊车、挖掘机、铲车等，以确保其工作平稳、安全。
3. 道路建设：在道路建设中，工程倾角传感器可以用于测量路面的倾斜角度，以确保道路平整度和排水系统的设计。
4. 水利工程：在水利工程中，工程倾角传感器可以用于监测水坝、堤坝等水利设施的倾斜情况，以预防地质灾害。
工程倾角传感器的解决方案工程倾角传感器的解决方案主要包括传感器选型、安装调试、数据采集分析等环节。
1. 传感器选型选择合适的工程倾角传感器对于确保测量精度至关重要。
工程师需要根据测量的精度要求、工作环境、通信协议等因素选取合适的传感器型号。
常见的工程倾角传感器有MEMS倾斜传感器、倾角测量仪、倾角传感器模块等，其测量精度一般可达0.1度至0.01度。
2. 安装调试工程倾角传感器的安装位置和安装角度对测量结果具有重要影响。
在安装时，需要确保传感器与被测物体平面垂直安装，并调试传感器的零位和灵敏度，以及校准传感器的零点漂移。
3. 数据采集分析工程倾角传感器通常具有模拟输出、数字输出或模拟数字混合输出等多种输出方式。
角度传感器应用电路设计
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。
角度传感器原理
角度传感器原理角度传感器是一种用来测量物体相对于参考方向的角度的装置。
它可以通过不同的原理来实现角度的测量，包括光学原理、电磁原理、机械原理等。
在工业自动化、航空航天、汽车制造等领域，角度传感器都扮演着重要的角色。
本文将介绍角度传感器的原理及其应用。
光学原理是一种常见的角度传感器原理。
光学角度传感器利用光的折射、反射、干涉等现象来测量角度。
其中，旋转编码器是一种常见的光学角度传感器，它通过光栅盘和光电传感器来测量物体的旋转角度。
当物体旋转时，光栅盘上的光栅会使光线产生干涉，从而可以通过光电传感器来检测干涉信号的变化，进而得到角度信息。
光学角度传感器具有测量精度高、响应速度快等优点，广泛应用于精密仪器、机械加工等领域。
电磁原理也是常用的角度传感器原理之一。
电磁角度传感器利用磁场的变化来测量角度。
在电磁角度传感器中，通常会有一个旋转的磁场发生器和一个固定的磁场传感器。
当物体旋转时，磁场的方向和强度会发生变化，通过检测磁场传感器的输出信号，可以得到角度信息。
电磁角度传感器具有结构简单、成本低廉等优点，广泛应用于汽车转向、船舶导航等领域。
除此之外，机械原理也可以实现角度的测量。
机械角度传感器通常采用旋转变压器、旋转电容器等原理来测量角度。
在机械角度传感器中，通过物体的旋转来改变电路中的参数，如电感、电容等，从而实现角度的测量。
机械角度传感器具有结构稳定、抗干扰能力强等优点，广泛应用于工程机械、航天器等领域。
总的来说，角度传感器的原理多种多样，每种原理都有其适用的场景和优缺点。
在实际应用中，需要根据具体的要求来选择合适的角度传感器原理。
同时，随着科技的发展，新型的角度传感器原理也在不断涌现，为角度测量技术的发展带来了新的机遇和挑战。
在工业自动化领域，角度传感器被广泛应用于机械臂、机床、自动装配线等设备中，用来实现精确的位置控制和运动控制。
在航空航天领域，角度传感器被应用于飞行器的导航、姿态控制等系统中，保障飞行器的安全和稳定。
角位移传感器的原理及应用
角位移传感器的原理及应用角位移传感器是一种用于测量物体角位移的传感器，其原理主要基于角度变化引起的信号变化。
本文将介绍角位移传感器的工作原理以及其在各个领域的应用。
一、原理角位移传感器通过测量物体的角位移来获取相关数据。
其原理一般基于以下两种方法：1. 电感式原理：该种传感器利用线圈中的感应电流来感测物体的角位移。
当物体发生角位移时，传感器内线圈的磁通产生变化，从而引起感应电流的改变。
通过测量感应电流的变化，可以间接获取物体的角位移信息。
2. 光电式原理：该种传感器利用光电器件来感测物体的角位移。
一般采用光电编码器的形式，通过编码盘上的光栅刻线和光电传感器的相互作用，将角位移转化为光信号的变化。
再通过对光信号的解码与计数，即可获得物体的角位移数据。
二、应用角位移传感器在工业领域有着广泛的应用。
下面介绍几个常见的应用场景：1. 机械制造：角位移传感器常用于机械制造中的位置测量和控制。
比如在机床中，通过安装角位移传感器可以准确测量和控制机械部件的角度变化，从而实现精确加工。
2. 机器人技术：在机器人技术中，角位移传感器可以实时监测机器人关节的角度变化，从而控制机器人的运动轨迹和姿态。
3. 航天航空：在航天航空领域，角位移传感器被广泛应用于飞行控制和导航系统，用于检测飞行器各部件的角度变化，确保飞行安全。
4. 建筑工程：角位移传感器可以用于测量和监测建筑物的结构位移。
通过安装在建筑物的各个部位，可以及时发现和解决结构变形等问题，保证建筑物的安全性。
5. 汽车行业：角位移传感器在汽车行业中常用于车辆悬挂系统和转向系统的控制。
通过实时监测车轮的角位移，可以保证车辆在行驶过程中的稳定性和操控性。
总结：角位移传感器通过测量物体的角位移来获取相关数据，其原理主要分为电感式和光电式两种。
在工业领域，角位移传感器有着广泛的应用，包括机械制造、机器人技术、航天航空、建筑工程和汽车行业等。
通过精确测量和控制物体的角度变化，角位移传感器在提高生产效率、保证安全性和改善产品质量方面发挥了重要作用。
倾角传感器应用实例
倾角传感器应用实例倾角传感器是一种用于测量物体相对于重力方向的倾斜角度的设备，广泛应用于工业、建筑、航空航天等领域。
本文将介绍几个倾角传感器的应用实例，以展示其在不同领域的重要作用和应用效果。
1. 工程机械领域倾角传感器在工程机械领域的应用非常广泛。
例如，在挖掘机上安装倾角传感器可以实时监测挖斗的倾斜角度，帮助操作员更准确地控制挖掘机的工作状态，提高工作效率和安全性。
此外，倾角传感器还可以应用于起重机、推土机等设备中，帮助操作员掌握设备的倾斜情况，避免意外事故的发生。
2. 建筑领域倾角传感器在建筑领域中的应用主要体现在土木工程和建筑施工过程中。
例如，在高楼建筑施工中，倾角传感器可以安装在塔吊上，实时监测塔吊的倾斜角度，确保塔吊的稳定性和安全性。
此外，倾角传感器还可以应用于地基工程中，帮助工程师监测地基的倾斜情况，确保建筑物的稳定性和安全性。
3. 航空航天领域倾角传感器在航空航天领域中的应用非常重要。
例如，在飞机上安装倾角传感器可以实时监测飞机的倾斜角度，帮助飞行员掌握飞机的姿态和飞行状态，确保飞行的平稳和安全。
此外，倾角传感器还可以应用于航天器的姿态控制系统中，帮助航天器保持正确的姿态，确保任务的顺利完成。
4. 汽车工业领域倾角传感器在汽车工业领域中的应用主要体现在车辆悬挂系统和车辆安全系统中。
例如，在四轮定位仪中，倾角传感器可以用来测量车辆悬挂系统的倾斜角度，帮助技师调整车辆的悬挂系统，提高车辆的操控性和乘坐舒适性。
此外，倾角传感器还可以应用于车辆的倾翻预警系统中，帮助驾驶员及时发现车辆的倾翻风险，采取相应的措施避免事故发生。
倾角传感器在工业、建筑、航空航天和汽车工业等领域的应用非常重要。
它可以帮助工程师、操作员和驾驶员实时监测物体的倾斜角度，提高工作效率和安全性。
随着科技的不断发展，倾角传感器的应用将会更加广泛和多样化，为各行各业带来更大的便利和效益。
角度传感器应用场景
角度传感器应用场景
角度传感器常见的应用场景包括：
1. 机械设备控制：角度传感器可用于测量机械臂、机床、汽车座椅调节器等设备的角度和位置，以实现精确的控制和调整。
2. 车辆导航系统：角度传感器可用于测量车辆的方向盘转角和方向盘转速，以实现车辆的导航和航向控制。
3. 姿态测量：角度传感器可用于测量航空航天器、船舶和无人机的姿态，以实现稳定飞行和导航。
4. 游戏控制：角度传感器可用于游戏控制器和虚拟现实设备中，通过检测玩家的动作和姿态来实现游戏角色的控制。
5. 医疗设备：角度传感器可用于医疗设备中，如手术机器人、康复设备等，以监测和控制设备的运动和位置。
6. 遥感测量：角度传感器可用于卫星和航天器中，以测量地球上的地表变化、海平面变化等地球观测数据。
7. 建筑工程：角度传感器可用于建筑工程中的测量和监测，如测量建筑物倾斜角度、振动等。
8. 惯导系统：角度传感器可用于惯性导航系统和惯性导引系统中，以实现精确的导航和定位。
9. 机器人控制：角度传感器可用于机器人的关节控制和姿态感知，以帮助机器人进行精确的运动和操作。
10. 安防监控：角度传感器可用于安防监控设备中，如摄像机、红外传感器等，以实现检测和跟踪目标的运动和姿态。
角度传感器简介
无触点角位移传感器
特点：角度传感器采用新型磁敏感元件将机械转动或角位移转化为电信 号输出可无触点的测量 转动角度的变化输出模拟电压信号与线绕式金属膜式导电膜式结构相比具有 特点 ·无触点 ·高灵敏度 ·极长寿命 ·高可靠性 ·360 连续转动 角位移传感器将机械转动或角位移的电信号变化经精密集成电路处理标准转 台标定在 角度测量范围内对应输出的标准电压或电流信号可以精确测量出角度和角位 移值 可后接显示仪表显示角度仪表可选带报警功能角度设定功能PID 调节以及计 算机 通讯接口和打印接口等多项功能 本产品广泛的用于工业自动化的测量和监控系统尤其适用于机械变化频繁环 境恶劣需 使用寿命长可靠性高的场合具体应用于航空电子机械纺织船舶冶金等行业
Functions linear, on request specific law Theoretical electrical angle (TEA) TEA = actual electrical angle (AEA) – 2° Independent linearity (over TEA) A ≤ ± 1% B ≤ ± 0.5% C ≤ ± 0.25% D ≤ ± 0.1% on request NA down to E ≤ ± 0.05% down to F ≤ ± 0.025% down to ≤ ± 0.015% Actual electrical angle (AEA) 340° ± 3° 350° ± 2° Ohmic values (RT) 1kΩ - 2kΩ - 5kΩ - 10kΩ - on request other values Ohmic value tolerances at 20°C ± 10%; on request ± 5% Output smoothness ≤ 0.025% on request ≤ 0.01% Maximum power rating at 70°C 0.25W 0.3W 0.4W 0.5W 0.75W 1W 1.2W 1.5W Wiper current / load resistance recommended: a few μA - 1mA max. continuous / minimum 103 x RT Tap (current or voltage) { Position: ± 2° on request with angular position to be specified U = current { Width: ≤ 4° T = voltage Position: ± 2° Repeatability ≤ 0.01 % End voltage ≤ 0.4% for 470Ω ≤ RT ≤ 1000Ω / ≤ 0.2% for 1000Ω < RT ≤ 2200Ω / ≤ 0.1% RT > 2200Ω Insulation resistance ≥ 1000MΩ, 500Vdc Dielectric strength ≥ 750VRMS, 50Hz ≥ 1000VRMS, 50Hz SIZE MODEL 08 34 SF 09 78 SF 11 116 SF 13 156 SF 15 176 SF 18 134 SF 20 200 SF 30 300 SF ELECTRICAL SPECIFICATIONS Mechanical rotation 360° continuous; stops on request Mounting/shaft guiding servo/ball bearings Housing diallylphtalate; on request anodized aluminum Termination turrets; on request flexible leads, cables... Wiper precious metal multi-finger contact Starting torque (N.cm) 1 cup 0.2 0.25 each additional cup 0.15 Moment of inertia (g. cm2) 0.3 0.4 0.6 0.8 2.2 2.8 3.5 10 Weight (g) 1 cup 11 ± 2 16 ± 2 20 ± 2 29 ± 2 49 ± 2 67 ± 3 79 ± 3 120 ± 10 each additional cup 5 ± 2 6 ± 2 7 ± 2 10 ± 2 16 ± 2 18 ± 3 21 ± 3 62 ± 10 Life (million of cycles) ≥ 50 Temperature range – 55°C, + 125°C Climatic category 55 / 125 / 04 Maximum rotation speed (RPM) 600 Sine vibration on 3 axes 1.5mm or 20g from 10Hz to 2000Hz
电位器式角度传感器在装载机工作装置电控系统中的应用
角度传感器输入的信 号判断动臂是否将运动到限位 点 ，当动臂将到限位点时 ，控制器控制输 出使动臂 以较小速度缓慢接近限位点实现动臂缓冲。在铲斗
自动复 位功 能 中 ，操 作者 在铲 斗处 于铲 掘位 置后 按 下 设定 开关 ，触 发控 制 器 记忆 当前 动臂 和 铲 斗２ 个 位 置 角度 传感 器 输 人信 号 。控制 器 根 据这 ２ 个位 置 角度 传感 器 的信号 通过 查表 或 曲线 拟合 的方法 找 出
在动臂自动定位功能中操术控制工作按下设定通过加装角度传感器连续检测动臂的位置和铲斗的开关触发控制器来记忆当前动臂位置角度传感器输角度可在驾驶室内设置任意位置动臂自动定位和入的信号当需要动臂回到预先设定位置时通过铲斗自动复位同时还可以实现动臂限位缓冲铲操纵杆发出指令动臂即可自动运动到位
人 控 工在 动臂 或铲 斗上 手 动调整 接 近开关 的位置 以改
－ 带 ＝ ＝ ＝ ’
变 定 位 点 ，既 麻 烦 又 不 安 全 。随 着 电控 技 术 的发
技 展 ，越来 越 多 的国外 知名 装载 机厂 家采 用 电控方 式
术 控制工作装置，在实现传统装载机功能的基础上 ，
ＬＵＯ Ｂｉ ｎ ｇ， ＸＩ ＡＯ Ｂｏ， ＣＡＩ Ｄｅ ｎ ｇ —ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ， ＺＨＯＮＧ Ｒｏ ｎ ｇ — ｋ ａ ｎ ｇ
０
Ｔ Ｎ ，
Ｒ
０
Ｌ
Ｔ
Ｅ
传统装载机采 用软轴或液压先导 的方式 手动
命长等 ，适合在装载机上应用。
控制工作装置 ，全凭操作者的经验判断动臂的位置
测 。电位器式角度传感器是通过 电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关 系的电阻或电压 信 号输出 ，以确定动臂和铲斗的位置 ，具有结构简单 、成本低 、输 出信号强 、能适应各恶劣环境 、使用
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。
sca100t角度传感器在角度测量系统中的设计
周姣蒋求生
( 湘潭职业技术学院信息工程系，湖南湘潭41 1 102)
脯要]基于SCAl 00T的角度传感器具有长期稳定性好，温度特性优良，抗冲击能力强等特征，首先简要分析SCAl 00T的主要特点及
其结构，介绍一种用AT89S52开发的基于SCAI ( hOT的角度传感器的系统设计，紧接着详细阐述系统的软件设计思路。
Of f cor r =一Q0000006×T3+00001× r 一00039xT一 0．0522
式中。Of f cor r 为偏移量偏差，T为所测得的当前温度，单位摄氏
度。
计算 所得的Of fc or r 可用于SCAl OOT的偏移量校准，具体公式如
下
190
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
OFFSETcomp=Of f s et - Of f cor r 200 9年6 月I 上 }
法攫词】单片机；角度传感器 ；SCAl 00T
在很多情况下，人们想确定物体相对于重力场是处于垂直还是水 平位置。在很多国家，对起重机是有规定的，要求对其进行某种形式的 倾斜监控，特别是对于运输人的设备。离轨车辆需要倾斜度信息以避免 发生事故，或是某些重要部件保持一定的角度。一些车辆，如自倾斜火 车，利用倾斜来补偿离心加速度，倾角仪用来帮助使重力垂直于地面。 光学仪器，如平面激光仪，经常需要处于水平或垂直位置。在许多情况 下， 需要 测量 两个 相互 垂直 方向 的倾 斜度 。
懈si n( 娄s 掣i 生) benaur vr t y 式中：0f f set 为倾斜度为O度时设备的输出值，Sen si t i t i vi t y 是设 备的输 出灵敏 度，对于SCAl OOT—D01为70mV／c，SCAl OOT—D02 为35mV／c ，VD。是SCAl 00 T的测量输出。 1 22 数字输出至角度转换 加速度测量数据用”位数字宇节格式保存在RDAX和RDAY寄 存器中，数据范围为0—2 047 ．在酽 ( 水平 放置) 时其额定的输出为
- 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)。
角度传感器简单应用系统
时间：2011-04-24 09:42:20 作者：秩名
论文导读：传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，传感器为系统提供进行处理和决策所必需的原始信息，很大程度上影响和决定着系统的性能，本设计采用以单片机为控制单元，用单轴倾角传感器检测平衡板倾斜角度，采取步进电机控制平衡板角度自动旋转目的。
本设计以C8051F00单片机为控制核心，通过把单轴倾角传感器SCA60（水平的固定
在平衡板上，达到了实时检测平衡板倾斜角度的目的，并通过对步进电机驱动电路的控制实现了平衡板的转动。
关键词：角度传感器，C8051F00单片机，角度预置，步进电机，显示联动
0.引言：
传感器在现代信息技术中有着举足轻重的地位，传感器为系统提供进行处理和决策所必需的原始信息，很大程度上影响和决定着系统的性能，本设计采用以单片机为控制单元，用单轴倾角传感器检测平衡板倾斜角度，采取步进电机控制平衡板角度自动旋转目的。
1.硬件电路设计
角度传感器硬件连接图如图1所示，当步进电机带动平衡板倾斜到使角度传感器SCA60C处于水平位置时，V端输出+0.5V的模拟电压。
传感器SCA60（仅可精确检测到0~90度的角度范围，当平衡板转到使角度传感器与水平面成90度的角度时，此时Vo端输出+5V的模拟电压。
在0〜90度的倾角范围内，Vo端输出的是正比于倾角大小的+0.5〜+5V的模拟电压信号，当平衡板转动到使角度传感器与水平面间的角度从90度到180度的范围变化时，输出端Vo输出的是从+5V依次变化到+0.5V的模拟电压信号[1][2]，因此通过测定传感器SCA60C输出端Vo电压的大小即可确定平衡板与水平面的夹角。
步进电机驱动电路的设计本系统中，我们选择4相5线步进电机，其驱动电路主要由L297+L298组成，该驱动电路集驱动与保护于一体。
L297是脉冲分配器，只要步进电机A B、C D四项依次连接到J1的1、2、3、4各点，且将剩下的一条线接地，L297就会自动的将输入到端口CW/CC的脉冲分配给步进电机的各个相序，此时步进电机便可转动[3][4]。
控制电机时只需单片机通过I/O 口向L297的cw/ccw和clock端发送控制信号即可控制它的转速和正反转。
驱动电路原理如下图2。
论文参考。
论文参考。
图1角度传感器硬件连接图图2步进电机驱动电路原理图
本系统主要由主控制器模块、角度检测模块、A/D转换模块、键盘模块和显示器模块等部分组成，系统连接图如图 3
所示：
锻立一
HI 戎二 1
”竿册tF 牛•• 恶戸一
厂 :一—*否
|扣i 翫wf 忘丸小
图4程序流程图
2.系统测试与分析
表1系统性能测试
输入角度大
起始倾斜角 误差 小
平衡时角度 误差 度 平衡时角度 30o
29.07 o 0.70% 14 o 0 o 0 65 o 65.6 o 0.90%
32 o 0.3 o 0.90%
系统分为两个工作模式，工作于模式一时，可通过键盘模块预置一个角度，主控制器接收到此信息后，通过控制电
制模块来使角度检测模块做出转动动作以使平衡板按输入角度完成倾斜动作。
同时，角度传感器输出的模拟量经A/D
，主控制器据此输入判定平衡板是否已倾斜到预置的角度，并据此来控制电机控制模块, 示模块实时的显
示平衡板的倾斜角度。
通过按键模块可将系统切换到模式二，模式二的功
，且能使显示模块显示的内容与平衡板联动，两种工作可通过按键来切换。
系统使用
00作为控制核心，128*64作为显示器，4*4键盘来输入需要预置的角度。
程序具有角度预置和自动寻找平衡点两
，根据不同需要选择，具有友好人机界面，操作简单易懂。
软件流程图如下图 4所示：
图3系统框图
MWtt
401k M.WI is re AH
“I
T
基本要求测试
发挥部分测试
94 o 94.2 o 0.20% 80 o 0.3 o 0.38%
110 o 110.4 o 0.36% 76 o 0.7 o 0.92%
176 o 175.7 o 0.17 121 o 1.2 o 0.99%
系统测试与分析如表1所示，本系统的误差来源主要有两方面：1）装配误差：角度传感器要水平装设在平衡板上，装配时很难保证两者严格的在同一平面上，这会使角度传感器不能精确地反映平衡板的倾斜角。
2）步进电机误差：步进电
机动作是靠不断地输入脉冲来实现的，每输入一个脉冲步进电机会转动一个固定的角度（0.09度）。
论文参考。
若预置
3度，则应送给步进电机的脉冲数为3 /0.09个，但这个数值可能不是整数，需要经取整处理，取整时便引入了误差。
另外，步进电机还存在失步和越步的现象，这也会引入误差。
3.结束语
本设计以C8051F00单片机为控制核心，通过把单轴倾角传感器SCA60C水平的固定在平衡板上，达到了实时检测平衡板倾斜角度的目的，并通过对步进电机驱动电路的控制实现了平衡板的转动。
系统可实现通过键盘预置倾斜角度、实时显示角度值、屏幕显示与平衡板倾斜联动和可使平衡板部分始终保持水平等功能。
参考文献：
[1] 康华光.电子技术基础模拟部分[M],高等教育出版社,2006.
[2] 康华光.电子技术基础数字部分[M],高等教育出版社,2007.
[3] 全国大学生电子设计竞赛组委会，全国大学生电子设计竞赛获奖作品精选[M],北京理工大学出版社,2006
[4] 陈永真,全国大学生电子设计竞赛试题精选[M],电子工业出版社,2007
欢迎您的下载，
资料仅供参考!
致力为企业和个人提供合同协议，策划案计划书，学习资料等等
打造全网一站式需求。