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角度傳感器
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本詞條由“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目
審核
。
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。
中文名
角度傳感器
外文名
angular transducer
用 途
檢測角度
應用場合
地理、民用、工業等
應用舉例
吊車，吊架，收割機等
目錄
1
概述
2
舉例
3
方位角度傳感器
4
應用領域
5
應用場合
角度傳感器概述
編輯
語音
角度傳感器
你可以很容易的測出位置和速度。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
角度傳感器舉例
編輯
語音
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。
角度傳感器方位角度傳感器
編輯
語音
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展，有著高科技作戰的性能。傳感器測試系統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節，又是最大限度地發揮現有裝備整體作戰效能的一個重要因素。我國現役的炮塔方位角系統中．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，難以勝任復雜環境下快速、準確采集。為適應現代化炮塔方位角系統的要求，必須具有一套自動采集和分析能力的完整測試系統。
角度傳感器應用領域
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語音
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）。
角度傳感器構造
使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發現障礙物。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，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。
[1]
角度傳感器在軍事上的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。火炮通常由炮身和炮架兩大部分組成。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。火炮通常由炮身和炮架兩大部分組成。火炮射擊時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射的準確性，穩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射炮彈后的復位，方向機和高低機用來保證火炮發射炮彈后復位，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。
角度傳感器應用場合
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語音
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，動態沖擊實驗，地質，衛星GPS系統，風水，越野車，航海，實驗儀器,數字水平儀，醫療，機械調平，角度測量和監視，汽車，起重機械運動檢測,康復系統,生物工程系統,虛擬現實、現實放大,體育,慣性導航系統，人體姿態測量工業機械，摩托車陀螺儀，光纖，制導，平衡，導向，方向測量，動態跟蹤，捷聯，慣性，導航，方位角，角速度，速率，機械，爆轉，測量等行業。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：吊車，吊架，收割機，起重機，稱重系統的傾斜補償，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，軍用著陸平臺控制。
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微軟解釋了Surface Duo設備角度傳感器帶來的獨特鉸鏈姿勢
本文轉自[cnBeta.COM]；去年10月，微軟發布了運行Android系統的Surface Duo移動設備，全面支持Play Store應用。 Surface Duo配備了兩塊5.6英寸顯示屏，而且它可以展開成8.3英寸的顯示屏。360度鉸鏈將允許你在各種模式下使用這款...
2020-07-040
互聯網爆點
時時熱點，爆品出擊，網絡事件，爆料爆點
角度傳感器的工作原理？光電傳感器的工作原理？
角度傳感器的工作原理 ：角度傳感器用來檢測角度的。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...
2020-01-040
麥姆斯咨詢
麥姆斯咨詢與傳感科技中國最佳MEMS合作伙伴
Crocus Technology發布行業領先的新款TMR角度傳感器
據麥姆斯咨詢報道，隧道磁阻（TMR）傳感器領先供應商Crocus Technology，近日宣布推出了新款突破性TMR角度（2D）磁傳感器CT300，這款器件在寬廣的溫度和電壓范圍內都具有極低的角度誤差和極高的穩定性，可滿足各種市場需求。CT300采用了Crocus...
2018-11-140
鈞敏科技
技術開發|方案提供|元器件分銷|技術服務
360°角度傳感器-TAD2141
產品說明:TAD2141是一種采用TMR（隧道磁阻）技術，一次旋轉360度檢測的智能角度傳感器。 TAD2141包含兩個全橋TMR角度傳感器和數字信號處理ASIC在一個封裝。 該TAD2141是一個預先校準的傳感器。 校準參數存儲在NVM（非揮發性存儲器）中，即OTP（一次...
2020-12-280
電動邦服務
電動邦科技（北京）有限公司
傾斜角度傳感器，傾斜角度傳感器作用
世界上的萬物都會面臨“更新迭代”的命運，我們不可以抗拒。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。那接下來就和電動邦小編一起圍觀傾斜角度傳感器吧。傾...
2020-09-020
參考資料
1.
張愛華, 姚海燕. 角度傳感器在全位置自動焊接系統中的應用[J]. 計算機測量與控制, 2009, 17(12):2426-2428.
角度傳感器的控制系統設計
硬件電路設計
角度傳感器硬件連接圖如圖1所示，當步進電機帶動平衡板傾斜到使角度傳感器SCA60C處于水平位置時，Vo端輸出+0.5V的模擬電壓。傳感器SCA60C僅可精確檢測到0~90度的角度范圍，當平衡板轉到使角度傳感器與水平面成90度的角度時，此時Vo端輸出+5V的模擬電壓。在0~90度的傾角范圍內，Vo端輸出的是正比于傾角大小的+0.5~+5V的模擬電壓信號，當平衡板轉動到使角度傳感器與水平面間的角度從90度到180度的范圍變化時，輸出端Vo輸出的是從+5V依次變化到+0.5V 的模擬電壓信號[1][2]，因此通過測定傳感器SCA60C輸出端Vo電壓的大小即可確定平衡板與水平面的夾角。
步進電機驅動電路的設計本系統中，我們選擇4相5線步進電機，其驅動電路主要由L297+L298組成，該驅動電路集驅動與保護于一體。L297是脈沖分配器，只要步進電機A、B、C、D四項依次連接到J1的1、2、3、4各點，且將剩下的一條線接地，L297就會自動的將輸入到端口CW/CCW的脈沖分配給步進電機的各個相序，此時步進電機便可轉動[3][4]。控制電機時只需單片機通過I/O口向L297的cw/ccw和clock端發送控制信號即可控制它的轉速和正反轉。驅動電路原理如下圖
系統分為兩個工作模式，工作于模式一時，可通過鍵盤模塊預置一個角度，主控制器接收到此信息后，通過控制電
機控制模塊來使角度檢測模塊做出轉動動作以使平衡板按輸入角度完成傾斜動作。同時，角度傳感器輸出的模擬量經A/D轉換模塊轉換后送入主控制器，主控制器據此輸入判定平衡板是否已傾斜到預置的角度，并據此來控制電機控制模
塊，并且主控制器模塊通過控制顯示模塊實時的顯示平衡板的傾斜角度。通過按鍵模塊可將系統切換到模式二，模式二的功能是能始終保持平衡板的水平，且能使顯示模塊顯示的內容與平衡板聯動，兩種工作可通過按鍵來切換。系統使用c8051f00作為控制核心，
128*64作為顯示器，4*4鍵盤來輸入需要預置的角度。程序具有角度預置和自動尋找平衡點兩種模式，根據不同需要選擇，具有友好人機界面，操作簡單易懂。
參考資料：
角度的閉環控制。
做一個簡單的比例閉環，期望值是0°（平衡位置，近似為±1°，視精度要求而定），實時檢測當前角度值，作為反饋，與期望值的差距作為誤差，然后將誤差乘上一個比例系數K作為驅動器的驅動指令。正負決定方向，數值決定速度。根據實際的需要來調節比例系數K。
控制精度高嗎 可以用DELTA RMC 試一下
描述
角度傳感器在與FPGA 正確配合下能夠幫助工程師打造出無與倫比的機械。
自從人類發明了轉輪，我們就希望了解如何通過改變精度提高轉輪轉動效率。在過去幾個世紀，科學家和工程師已經研發了許多方法來實現此目標，期間輪- 軸系統的基本原理得到了廣泛應用，從汽車、音量旋鈕、各種機械形式的齒輪到簡陋的手推車，幾乎每種機械系統均采用了這一原理[1]。
經過多個時代的探索，人們發現讓轉輪高效運轉的最重要因素并非轉輪本身（為何不徹底改造它呢？），而是轉輪的軸角。目前測量和優化軸角的最有效方法是采用角度傳感器。現有許多種角度傳感器都能夠通過輪軸監控和改進促進輪周效率優化；但如果配合使用FPGA，您就能夠取得非常顯著的效果，同時能夠提高眾多應用中的輪軸/ 輪周效率。
在詳細介紹工程師們如何最佳利用賽靈思FPGA 達到上述目的之前，先讓我們簡單回顧一下角度傳感器的部分基本原理。目前得到廣泛應用就是編碼器和分解器這兩類角度傳感器。
編碼器和分解器的類型
編碼器分為增量和絕對兩個基本類別。增量編碼器可以監控輪軸上的兩個位置，并且可以在輪軸每次經過這兩個位置時產生A 或B 脈沖。獨立的外部電動計數器然后從這些脈沖解讀出轉速和旋轉方向。雖然適用于眾多應用，但是增量式計數器確實存在某些不足。例如，在輪軸停轉情況下，增量編碼器在開始運行之前必須首先通過調回到某個指定校準點來實現自身校準。另外，增量式計數器易受到電氣干擾的影響，導致發送到系統的脈沖不準確，進而造成旋轉計數錯誤。不僅如此，許多增量編碼器屬于光電器件 – 如果對目標應用有影響，則無法用于輻射危險區域。
絕對編碼器是監控輪軸旋轉計數和方向的傳感器系統。在基于絕對編碼器的系統中，用戶一般把轉輪連接到具有電觸頭或光電基準的輪軸。在輪軸運行時，基于絕對編碼器的系統會記錄旋轉和運行方向，同時產生易于轉換成代碼（最常見的是二進制碼或格雷碼）的并行數字輸出。絕對編碼器的優勢在于只需要校準一次（一般是在工廠中校準），而無需每次使用前都校準。此外，絕對編碼器一般比其它編碼器更可靠。不過，絕對編碼器一般很昂貴，而且它們不利于進行并行數據傳輸，尤其是在測量其讀數的電子系統距離編碼器較遠情況下。
分解器就其本身而言是一種旋轉變壓器—— 一種輸出電壓與其所監控的輸入軸角唯一關聯的模擬器件。它是一款具有0o~360o 旋轉角度的絕對位置傳感器，其直接連接到輪軸并報告轉速和位置。分解器與編碼器相比有諸多優勢。分解器非常穩健可靠，能夠經受帶有灰塵、油污、極端溫度、振動和輻射的嚴酷環境。作為一種變壓器，分解器可以提供信號隔離以及對電氣干擾的自然共模抑制。除了這些特性之外，分解器只需要四根線就可進行角數據傳輸，這使其能夠適用于從重工業、微型系統到航空航天工業等各種應用。
無刷分解器得到了進一步改進，其無需與轉子的滑環連接。因此，這種分解器更可靠，而且使用壽命更長。
分解器采用兩種方式獲取與軸角相關的輸出電壓。在第一種方式中，如圖1 所示的轉子繞組由交變信號激勵，而輸出來自兩個定子繞組。由于定子是以機械方式定位到正確角度，因此輸出信號幅度是通過軸角的三角正弦和余弦關聯。正弦與余弦信號均具有與原始激勵信號相同的相位；僅其幅度隨輪軸的旋轉通過正弦與余弦進行調制。
圖1 – 分解器轉子激勵
在第二種方式中，定子繞組由相位正交的交變信號激勵。然后在轉子繞組中感應電壓。繞組的幅度和頻率固定，但其相移隨軸角變化。
分解器可以放置到需要測量角度的位置[2]。而電子裝置一般指的是分解器數字轉換器（RDC），可以放置到需要測量數字輸出的位置。分解器的模擬輸出（含有輪軸角位置信息）然后經RDC 轉換成數字形式。
典型RDC 的功能
一般而言，分解器的兩個輸出會應用到RDC 的正弦與余弦乘法器[3]。這些乘法器結合正弦和余弦查找表以及函數構成乘法數模轉換器。圖2 顯示了其功能。
圖2 – 分解器數字轉換器（RDC）方框圖
暫且假設開始時遞增/ 遞減計數器的當前狀態是一個代表試驗角度(trial angle)ψ 的數值。轉換器設法調整數字角度ψ，使其一直等于并跟蹤所測量的模擬角度θ。
分解器的定子輸出電壓為：
V1=V sinωt sinθ
方程 1
V2=V sinωt cosθ
方程 2
其中θ 是分解器轉子的角度。數字角度ψ 應用到余弦乘法器，其余弦乘以V1 得出下式：
V sinωt sinθ cosψ.
方程 3
數字角度ψ 另外還應用到正弦乘法器，乘以V2 得出下式：
V sinωt cosθ sinψ.
方程 4
這兩個信號由誤差放大器相減求得出波形的誤差信號：
(V sinωt sinθcosψ – V sinωt cosθ sinψ)
方 程 5
V sinωt (sinθ cosψ- cosθ sinψ)
方程 6
根據三角恒等式，其簡化為：
V sinωt [sin (θ -ψ)]
方程 7
檢測器采用分解器的轉子電壓作為基準同步解調此AC 誤差信號。這會產生與sin (θ-ψ) 成正比的DC 誤差信號。
DC 誤差信號饋送到積分器，其輸出驅動一個由電壓控制的振蕩器。而VCO 會導致遞增/ 遞減計數器按正確方向計數，從而在一次計數中產生：
sin (θ-ψ)→0.
方程 8
當取得此結果，則：
θ -ψ→0,
方程 9
因此，
θ=ψ
方程 10
因此，計數器的數字輸出ψ 代表著角度θ。鎖存器可以在不中斷回路跟蹤情況下實現此數據向外部的傳輸。
此電路等效于2 型伺服回路，因為它實際上有兩個積分器。一個是累計脈沖的計數器；另一個是位于檢測器輸出端的積分器。在具有恒定旋轉速度輸入的2 型伺服回路中，輸出數字字連續跟隨或跟蹤該輸入，而無需外部導出轉換。
RDC 典型實例：SD-
SD- 是數據設備公司（DDC）生產的小型低成本RDC。它有兩條具備可編程分辨率控制功能的信道。分辨率編程功能允許選擇10、12、14 或16 位模式[4]。此功能允許低分辨率高速跟蹤或者更高分辨率支持更高精度。由于其大小、成本、精度與多功能性，此轉換器適用于高
性能軍用、商用及位置控制系統。
器件的運行需要一個+5V 電壓。轉換器有兩個對模擬地為±4V 電壓范圍的速度輸出（VEL A、VEL B），可用于替代轉速計。為兩條信道（/BIT A 與/BIT B）提供兩個內置測試輸出，以指示信號丟失（LOS）。
此轉換器由三大部分組成：輸入前端、誤差處理器和數字接口。前端對于同步器、分解器和直接輸入端有所不同。電子Scott-T 用于同步器輸入，分解器調節器用于分解器輸入，而正弦與余弦電壓跟隨器用于直接輸入端。這些放大器可以饋送高精度控制變壓器（CT）。CT 的另一個輸入是16 位數字角度ψ，其輸出是兩個輸入之間的模擬誤差角度或差分角度。CT 采用放大器、交換機、邏輯電路與電容器以查準率執行SINθ COSψ - COSθ SINψ=Sin(θ-ψ) 的三角函數計算。
與常規精密電阻器相比，這些電容器按查準率使用，以獲得更高精度。另外，這些電容器（與運算放大器一起用作計算元件）進行高速采樣，以消除偏移和運算放大器偏差。
DC 誤差處理進行積分運算，然后得到驅動電壓控制振蕩器的速度電壓。此VCO 與速度積分器結合在一起構成遞增積分器：一種2 型伺服反饋回路。
基準振蕩器
我們設計中采用的OSC- 功耗振蕩器也是DDC 公司提供。此器件適用于RDC、同步器、LVDT 和感應式傳感器應用[5]。頻率與振幅輸出可以分別由電容器和電阻器編程。輸出頻率范圍介于400Hz~10kHz 之間，輸出電壓為7Vrms。圖4 顯示了器件的方框圖。
圖3 – SD-方框圖（單信道）
圖4 – OSC-基準振蕩器方框圖
饋送到分解器和RDC 的振蕩器輸出用作基準信號。
FPGA的I/O電壓為3.3V，而RDC的電壓為5V。我們采用電壓收發器實現兩個器件之間的電壓兼容。
VIRTEX-5 FX30T FPGA 與RDC 接口
我們在設計中采用賽靈思Virtex?-5 FX30T FPGA [6]。FPGA 的I/O 電壓為3.3V，而RDC 的電壓為5V。因此我們采用電壓收發器來實現這兩個器件之間的電壓兼容。通過賽靈思提供的GPIO IP 核與FPGA 建立內部連接，如圖5 所示。
圖5 – RDC與Virtex-5 FPGA的接口（單信道）
為了簡單起見，圖5 僅顯示一條具有一個分解器接口的信道。 您可以在本文件隨附的賽靈思開發板描述（XBD）文件找到RDC 的引腳詳情以及FPGA 對應的專用引腳。 詳情見該文件第一部分。
器件驅動程序詳細說明
在本例中，F P G A 采用2 0 M H z 的外部輸入時鐘。此FPGA 具有一個運行頻率為200MHz 的PowerPC 440 硬核。RDC 的時序圖見圖6 與圖7。
圖6 – INHIBIT時序
圖7 – ENABLE時序
根據RDC 的時序圖，我們開發、測試并驗證了實際硬件的功能是否正確 [4]。器件驅動程序的實際編碼包含在單獨的XBD 文件中。根據時序圖，我們生成了用于回路的所需延遲。在200MHz 運行速率下進行處理時，每個計數都對應5 納秒的延遲。
器件驅動程序有三部分編碼：RDC 初始化、控制信號的生成及從RDC 信道A 的讀取、以及控制信號的生成及從RDC 信道B 的讀取。RDC 初始化是設置信號方向和缺省值的階段。例如，利用以下語句，信號方向將設置為從FPGA“輸出”到RDC。
下一個語句通過寫入“0x3”來設置16 位分辨率（即：拉高）：
圖8 為編碼截屏。注：為了簡化，我們僅提供一條信道的編碼。
seXGpio_WriteReg(XPAR_INHIBIT_CH_A_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=5;i++); //gives delay of 25 ns
XGpio_WriteReg(XPAR_ENABLE_LSB_
CH_A_BIT_baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=5;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_INHIBIT_CH_A_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x00);
for(i=0;i<=2;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_ENABLE_LSB_CH_A_BIT_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x00);
for(i=0;i<=2;i++);
lsb_val=XGpio_ReadReg(XPAR_RDC_DATA_15_
TO_0_PINS_baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET);
XGpio_WriteReg(XPAR_INHIBIT_CH_A_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=5;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_ENABLE_LSB_CH_A_BIT_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=25;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_INHIBIT_CH_A_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=5;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_ENABLE_MSB_CH_A_BIT_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=5;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_INHIBIT_CH_A_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x00);
for(i=0;i<=2;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_ENABLE_MSB_CH_A_BIT_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x00);
for(i=0;i<=2;i++);
msb_val=XGpio_ReadReg(XPAR_RDC_DATA_15_
TO_0_PINS_baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET);
lsb_val=lsb_val & 0x00ff;
msb_val=msb_val & 0xff00;
rdccount_cha=msb_val | lsb_val;
XGpio_WriteReg(XPAR_INHIBIT_CH_A_
baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=5;i++);
XGpio_WriteReg(XPAR_ENABLE_MSB_CH_A_
BIT_baseADDR,XGPIO_DATA_OFFSET,0x01);
for(i=0;i<=20;i++);
圖8- RDC器件驅動程序編碼截屏
我們已經看到，角度傳感器可以幫助工程師創造更好的轉輪，進而設計出眾多更高效的機械裝置。分解器是一種尤為有用的角度傳感器，只要能夠與FPGA 正確配合和控制，其就能夠幫助工程師打造出無與倫比的機械裝置。
參考資料
1. 數據設備公司“同步器/ 分解器轉換手冊”。
2. John Gasking,“ 分解器數字轉換器：光電軸角編碼器簡單低成本替代方案” AN-263, 美國模擬器件公司
3. Walt Kester,“ 分解器數字轉換器” MT-030, 美國模擬器件公司
4. 數據設備公司SD- 系列數據手冊。
5. 數據設備公司OSC- 數據手冊。
6. 賽靈思Virtex-5 系列簡介
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設計、發明的目的和基本思路、創新點、技術關鍵和主要技術指標
本作品設計、發明的目的：精密角度測量是幾何量測量的一個重要項目，也是計量科學中發展較為完備的一個分支，用于測量被測物體相對于某基準方位的絕對轉角或相對于自身在不同時刻的相對轉角。
基本思路：設計制作一個角度傳感器應用系統，該系統能傾斜顯示角度值，控制傾斜角度，保持水平等功能，a．具有時時顯示角度值的功能。b．用鍵盤輸入角度，通過控制部分（如舵機）按輸入角度完成傾斜動作。C使屏幕顯示與傾斜聯動，d．平衡板部分始終保持水平，測量傾斜角度值。
創新點及技術關鍵：1.本設計中控制部分將采用舵機代替步進電機進行控制角度傳感器；2.平衡板部分始終保持水平，測量傾斜角度值。
主要技術指標：1.測量范圍：-90°到90°；2.分辨度：≤0.001°；3.響應時間：＜300ms；4.頻率響應：0.5HZ；5.電源電壓:5V;6.工作溫度范圍：－30℃到75℃ ;7.貯存溫度范圍：-30℃到75℃；8.準確度：0.01°、0.02°、0.03°、0.05°、0.1°、0.2°、0.3°。
科學性、先進性
本系統具有時時顯示角度值的功能。當從按鈕鍵盤輸入一個角度值后，經過AT89C51驅動液晶顯示器，然后在顯示器上顯示輸入設置的角度值（可通過增加，減小鍵調到想要的角度），按確定鍵后，送入AT89C51，AT89C51驅動芯片LUN2003A, LUN2003A再驅動步進舵機，步進舵機轉動的轉動會帶動角度傳感器AME-B001，該傳感器將0-360°的角度信號轉換成為0-5V的電壓模擬信號，然后進入ADC0809，ADC0809將此模擬信號轉換位數字信號，之后送入AT89C51,經過計算，驅動YJ-162A液晶顯示器，再顯示器上即可實現當前角度的顯示。與現有技術相比，本設計系統具有突出的實質性技術特點和顯著進步，主要有：具有分辨率高，溫度穩定性好；精度高，即能在小角度測量時得到高精度，精度提高使產品尺寸和重量減小，小型化方面問題得以解決，動態范圍大，對關鍵元件和對環境要求不高，可靠性大，易實現與其它儀器融合等等。
獲獎情況及鑒定結果
本作品于2008年11月在海南大學由海南省大學生電子設計大賽組委會舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動后榮獲第二屆“新衛杯”海南省大學生電子設計大賽本科組一等獎。
作品所處階段
作品處于推廣階段。
技術轉讓方式
無
作品可展示的形式
以實物展示。
使用說明,技術特點和優勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
使用說明：通過實物所顯示的按鍵功能描述進行實用操作。
該作品的技術特點和優勢為分辨率高，溫度穩定性好，精度高，易與其他儀器融合。
該作品的適用范圍及推廣前景：可廣泛的用于工業自動化的測量和監控系統，尤其適用于機械變化頻繁，環境惡劣，要求傳感器使用壽命 長，可靠性高的場合。具體可應用于航空、電子、機械、紡織、船舶、冶金等行業。
市場分析和經濟效益預測：經過大量的實驗數據進行統計分析，結果表明本設計測量角度精度高且穩定性強，在適用的行業里會有良好的市場和經濟效益。
同類課題研究水平概述
精密角度測量是幾何量測量的一個重要項目，也是計量科學中發展較為完備的一個分支，在過去的20年中，國內外關于角度測量和控制課題的研究所獲得的精度也提高了10倍多。角度測量技術分為靜態測量和動態測量兩種，某些靜態測量技術仍然是動態測量的基礎，一些動態測角技術可以實現靜態測量。目前，很多重要的測控儀器，如陀螺轉臺、慣導平臺、經緯儀、星體跟蹤器、雷達、導彈發射架、空間望遠鏡、高精度數控機床、機器人等系統中一般都需要角度傳感器，用于測量被測物體相對于某基準方位的絕對轉角或相對于自身在不同時刻的相對轉角。隨著測控技術的發展，系統要求的測控精度越來越高。然而，角度測量仍然存在各種各樣的問題，主要有：精度不夠高或只能在小角度測量時得到高精度，精度提高使產品尺寸和重量過大，全周界絕對角度測量裝置的測量精度不高，小型化方面存在技術困難，動態范圍小，對關鍵元件要求苛刻，對環境要求高，可靠性低，不易實現與其它儀器融合等等。
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