多分量傳感器: 基本問(wèn)題

多分量傳感器到底是什么?

多分量傳感器就是指能夠測(cè)量一個(gè)以上平面上的力，例如 在 x 和 y 方向進(jìn)行測(cè)量。一些多分量傳感器不僅可以測(cè)量定向力，還可以測(cè)量力矩，軸的旋轉(zhuǎn)力。

多分量傳感器通常測(cè)量幾個(gè)軸向力?

多分量傳感器最多可以測(cè)量六個(gè)軸向力。六分量傳感器可以測(cè)量 x, y, z 方向的力和力矩。

多分量傳感器提供何種輸出方式?

依據(jù)應(yīng)用以及力的大小不同，典型的輸出為 mV/V 模擬信號(hào)，或是遵循火線和 CANbus 協(xié)議，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字輸出。

mV/V 信號(hào)需要通過(guò)放大器來(lái)提供標(biāo)準(zhǔn)模擬輸出。例如額定量程為100磅 2 mV/V 傳感器在采用 10V 激勵(lì)電壓情況下提供 20 mV 滿量程輸出（100 磅），也就是每磅產(chǎn)生 0.2 mV 輸出信號(hào)。

多分量傳感器應(yīng)用

哪些應(yīng)用會(huì)需要測(cè)量多軸方向的力?

通常應(yīng)用于需要測(cè)定矢量負(fù)載（需要x，y和z位置坐標(biāo)來(lái)進(jìn)行描述）場(chǎng)合。簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō)，就是需要測(cè)量多個(gè)方向力或力矩的場(chǎng)合。

為何要使用多分量傳感器來(lái)替代多個(gè)單軸力傳感器?

一個(gè)多分量傳感器占用空間更小，安裝測(cè)量更加方便，并且節(jié)約成本。

為何醫(yī)療設(shè)備需要大量多分量傳感器?

醫(yī)療機(jī)器人需要采用大量多分量傳感器，主要用于手術(shù)，醫(yī)療康復(fù)和訓(xùn)練等。通常，多分量傳感器可用于醫(yī)療診斷設(shè)備，例如 超聲波和MRI醫(yī)療設(shè)備，以及 PET 和 CT 掃描。

串?dāng)_，滯后和線性誤差

多分量傳感器的串?dāng)_是什么?

每個(gè)方向的負(fù)載傳感器就將提供一路輸出，串?dāng)_就是指多路信號(hào)之間的干擾。串?dāng)_是多分量傳感器最重要的技術(shù)指標(biāo)之一。一般被表示為通道輸出的百分比。通過(guò)矩陣補(bǔ)償這種數(shù)學(xué)計(jì)算方式，可以降低串?dāng)_水平。

多分量傳感器的線性誤差是如何定義的?

線性誤差指的是無(wú)載荷和額定負(fù)載之間的標(biāo)定曲線形成的直線和實(shí)際信號(hào)之間的最大偏離。表示為額定輸出的百分比。

多分量傳感器的滯后是什么?

滯后指的是相同負(fù)載下傳感器輸出的最大區(qū)別。加載的方式一種為從零點(diǎn)到負(fù)載，另外一種為滿量程到負(fù)載。滯后通常在半額定輸出下測(cè)量，以百分比表示。

固定和安裝

有哪些量程可以選擇?

多量程傳感器的最小量程僅有數(shù)克。最大量程可達(dá)數(shù)千磅或更高。

多分量傳感器如何固定?

因?yàn)槎喾至總鞲衅鞑粌H測(cè)量力還測(cè)量力矩，其對(duì)安裝平面的輕微角度變化都非常敏感。因此必須防止哪怕是輕微的錯(cuò)位。另外安裝平面必須具有足夠的剛度，防止翹曲。

通常來(lái)說(shuō)，連接的部件厚度必須大于傳感器高度的三分之一（在負(fù)載下接觸表面的變形最好小于 0.005 mm）。表面必須無(wú)油漆并且由硬度不小于 40 HRC 的鋼制成。不銹鋼測(cè)量體機(jī)械連接硬度不小于 42 HRC。

表面平整度不能小于 0.05 mm，粗糙度需要 ≤ Ra 1.6。表面最好經(jīng)過(guò)研磨。傳感器需要安裝在表面中心并用定位銷固定。角度或定位誤差需要小于 0.1°。最好，多分量傳感器固定螺釘需要沿對(duì)角線固定并擰緊，以保證傳感器平躺在安裝表面。