首先考虑测量一个方向的距离。为了测量在y方向的距离,通电流的主动线圈发出在y方向的电磁波,在被动线圈中的感应电流,正比于主动线圈和被动线圈的距离。由此得到主动线圈和被动线圈在y方向的距离。在被动线圈中的感应电流,还取决于主动线圈和被动线圈的交角。主动线圈和被动线圈的方向不同时,在被动线圈中的感应电流会减少。
单线圈的测量原理如下图所示。
图 2-1-14
由此可以得到测量六个位姿的传感器。发射器包括三个正交的线圈(即三个线圈的轴线互相垂直,如同x,y,z坐标轴那样)。接受器也包括类似的三个正交的线圈。改变主动线圈中电流强度或定时选通(定时选通表示三个主动线圈轮流通电),可以使三个线圈的磁场互相隔离。由此可以确定姿态角和距离造成的感应电流的变化。每个主动电流产生三个感应电流,三个主动电流产生九个感应电流。
可以由此九个感应电流解算出三个坐标,以及三个姿态角度。
三个线圈的测量原理如下图所示。
图 2-1-15
一个发射线圈的磁场中,一个接受线圈的位置和方向,都会影响接受信号的大小。三个接受线圈则因方向不同,会受到大小不同的信号。三个发射线圈分时的轮流发出电磁波,则三个接受线圈会受到九个不同的信号。由此可以计算出接受线圈相对于发射线圈的位置和方向。 |