飛思卡爾智能車(chē)-電磁傳感器與實(shí)踐

1、電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐 電磁組比賽競(jìng)賽車(chē)模需要能夠通過(guò)自動(dòng)識(shí)別賽道中心線(xiàn)位置處由通有 100mA 20KHz的交變電流的導(dǎo)線(xiàn)所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)進(jìn)行路徑檢測(cè)。除此之外在賽道的起跑線(xiàn)處還有永磁鐵標(biāo)志起跑線(xiàn)的位置。電磁組賽道說(shuō)明：1、驅(qū)動(dòng)賽道中心線(xiàn)下鋪設(shè)的 0.1-0.3mm直徑的漆包 線(xiàn)； 2、 頻率范圍：20K2K； 3、 電流范圍：50-150mA； 電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐04IBr其中其中u為真空磁導(dǎo)率：為真空磁導(dǎo)率：所以不難想象磁場(chǎng)強(qiáng)度所以不難想象磁場(chǎng)強(qiáng)度非常的弱，難以使用測(cè)非常的弱，難以使用測(cè)磁場(chǎng)的方式檢測(cè)。磁場(chǎng)的方式檢測(cè)。電磁傳感器與實(shí)踐

2、電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐 電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐如果只使用一個(gè)線(xiàn)圈，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 是位置 x 的偶函數(shù)，只能夠反映到水平位置的絕對(duì)值|x的大小，無(wú)法分辨左右。為此，我們可以使用相距長(zhǎng)度為 L 的兩個(gè)感應(yīng)線(xiàn)圈，計(jì)算兩個(gè)線(xiàn)圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的差值： 122222()dhhEEEhxhx l其中：h為傳感器到導(dǎo)線(xiàn)的豎直距離l為兩傳感器之間的距離x為其中一個(gè)傳感器到中間導(dǎo)線(xiàn)的距離電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐下面假設(shè) L =30cm，計(jì)算兩個(gè)線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)差值 Ed如下圖所示：圖中電動(dòng)勢(shì)差值 Ed 與位移 x 是一個(gè)單調(diào)函數(shù)。可以使用這個(gè)量對(duì)

3、于小車(chē)轉(zhuǎn)向進(jìn)行負(fù)反饋控制，從而保證兩個(gè)線(xiàn)圈的中心位置跟蹤賽道的中心線(xiàn)。通過(guò)改變線(xiàn)圈高度 h,線(xiàn)圈之間距離 L 可以調(diào)整位置檢測(cè)范圍以及感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小。電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐 從上面檢測(cè)原理可以知道，測(cè)量磁場(chǎng)核心是檢測(cè)線(xiàn)圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E 的幅 值。電磁傳感器的設(shè)計(jì)主要包括：感應(yīng)線(xiàn)圈的選擇、信號(hào)選頻放大、整流與檢測(cè)等幾個(gè)方面，將會(huì)涉及到電磁場(chǎng)與波、高頻、模電等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)點(diǎn)，這里不再詳細(xì)的給出各個(gè)方案的具體論證過(guò)程，直接給出電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖：電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐下面給出我們組上屆使用的實(shí)際電路圖：電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐我們組使用獨(dú)立的傳感器PCB圖：傳感器實(shí)物

4、圖：電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐對(duì)于實(shí)際傳感器選擇的說(shuō)明：電感線(xiàn)圈我們采用的是標(biāo)準(zhǔn)化的“工字型”電感線(xiàn)圈，這種線(xiàn)圈感應(yīng)面積大，靈敏度好，缺點(diǎn)是體積較大。實(shí)踐證明這種電感線(xiàn)圈綜合效果還不錯(cuò)，實(shí)際上我們只用兩個(gè)水平的線(xiàn)圈就可以完成尋跡功能，速度和穩(wěn)定性達(dá)到賽區(qū)的水平。缺點(diǎn)是太重，不穩(wěn)定，個(gè)體之間的電感量有一定的差異。由于電流的頻率為20KHz，所以我們綜合考慮之后選擇10mH的工字型電感和6.8nF的電容相并聯(lián)后檢測(cè)磁場(chǎng)。在不加其他元件的情況下，直接用示波器查看檢測(cè)的波形（距導(dǎo)線(xiàn)8cm，豎直上方）為標(biāo)準(zhǔn)的20KHz 峰峰值為300mV 的正弦波。色環(huán)電感在比賽中也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。其優(yōu)點(diǎn)為質(zhì)量輕，性能穩(wěn)定；缺點(diǎn)就是檢測(cè)的精度不夠高，感應(yīng)到的電動(dòng)勢(shì)較工字型電感低。電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐對(duì)于實(shí)際傳感器擺放位置的說(shuō)明：1、水平方向兩個(gè)平行的線(xiàn)圈2、水平方向兩個(gè)內(nèi)八字的線(xiàn)圈電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐3、水平方向兩個(gè)垂直的線(xiàn)圈4、水平和豎直方向兩個(gè)線(xiàn)圈電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐使用色環(huán)電感制作的傳感器：電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐使用多排傳感器：電磁傳感器與實(shí)踐電磁傳感器與實(shí)踐當(dāng)然傳感器的安裝方法還有非常多的方法，要靠我們自己去探索實(shí)驗(yàn)，在尋找時(shí)，也是一種樂(lè)趣，當(dāng)找的更好的方法時(shí)，你會(huì)感到一種