角度传感器

角度传感器是由磁编码器制作而成,其可以精确检测旋转的位置。角度传感器与旋钮不同,它可以连续旋转,检测转过的度数,以及实时的角速度。同时,角度传感器的转盘,可以和各类结构件组合,应对各种场景。

  • 与 makeblock 金属零件组合
  • 与 乐高十字插销结合

原理介绍

电磁学中,我们可以向一个长方形导体的两端施加电压,从而在一个方向上产生电流。此时,如果在通电的导体上施加一个与导体平面垂直的磁场,如下图所示:

磁场感应产生洛伦兹力,导体上流动的电荷会因此发生路径偏移。

根据弗莱明的左手定则可以判断电荷流动的偏移方向,并且正负电荷的偏移方向是相反的。那么,如上图所示,正负电荷分别沿着左右两条不同的路径从中导体中穿过。

此时,在导体的两侧,也就是在其垂直于电流流过的方向上,就会有电势差产生。这就是霍尔效应(Hall Effect)。

从霍尔效应中我们可以得知,磁场的变化会影响电流的大小,因此若能从电流的变化中反推磁场的变化,进而反推出磁体位置的变化,就可以利用这一特性检测安装有磁体的转轴的位置或转速了。

生活实例

  • 一些智能舵机上会使用磁编码做为角度检测的手段
  • Apple Watch 的冠帽可以连续旋转实现调节音量的功能,但不会因为量程过小而感到局促

参数

  • 尺寸:24×36mm
  • 角度精度:±1°
  • 工作电流:22mA

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