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六維力傳感器的精度和串?dāng)_
精度和串?dāng)_的定義
為了定義多維力傳感器的精度,首先應(yīng)區(qū)分兩個(gè)重要術(shù)語(yǔ):
傳感器精度和串?dāng)_。
術(shù)語(yǔ)"精度等級(jí)"出現(xiàn)在所有數(shù)據(jù)手冊(cè)和產(chǎn)品描述中,指的是傳感器的精度。
在傳感器:精度文檔中,有該術(shù)語(yǔ)的詳細(xì)說(shuō)明以及精度等級(jí)的最重要標(biāo)準(zhǔn)的摘要:
對(duì)于力和扭矩傳感器,以下屬性用于分類為精度等級(jí):
相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不確定度
線性度和遲滯的相對(duì)偏差
零信號(hào)的溫度漂移
曲線斜率的溫度漂移
在多軸和多分量傳感器中發(fā)生另一種效應(yīng),即所謂的串?dāng)_。以下是文檔多分量傳感器中的說(shuō)明:
串?dāng)_
向測(cè)量軸引入的力或扭矩也會(huì)導(dǎo)致在其垂直軸上指示。這種效應(yīng)被稱為串?dāng)_。
對(duì)于三軸力傳感器和多分量力傳感器,影響標(biāo)稱載荷時(shí)的串?dāng)_約為其他軸標(biāo)稱載荷的1%。
串?dāng)_與負(fù)載量成正比。隨著杠桿的增加或力矩的增加,傳感器的變形和串?dāng)_也在增加。
校準(zhǔn)在傳感器正面的水平上進(jìn)行。 在這個(gè)層次上也是多軸力傳感器的起源。 在實(shí)際應(yīng)用中,前部應(yīng)用點(diǎn)(工作點(diǎn))通常不位于多軸力傳感器的原點(diǎn)。這會(huì)產(chǎn)生額外的扭矩。
在選擇測(cè)量范圍時(shí),必須考慮這些額外的扭矩,以防止傳感器過(guò)載。
如果扭矩應(yīng)該在力施加點(diǎn)計(jì)算,那么額外的算術(shù)運(yùn)算或校準(zhǔn)矩陣的轉(zhuǎn)換也是必要的。
每個(gè)工作點(diǎn)中的串?dāng)_都可以通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)最小化。在校準(zhǔn)期間,在工作點(diǎn)中考慮了額外的扭矩,并包含在誤差補(bǔ)償中。
校準(zhǔn)方法
特殊載荷矢量校準(zhǔn)
補(bǔ)償誤差或在傳感器計(jì)劃應(yīng)用的工作點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn),或與傳感器原點(diǎn)中預(yù)期應(yīng)用的負(fù)載矢量進(jìn)行校準(zhǔn)。
誤差補(bǔ)償?shù)亩畏ㄇ∏≡诠ぷ鼽c(diǎn)中將串?dāng)_降至最低。 在較高的負(fù)載下,二次法比采用線性法的誤差補(bǔ)償可能導(dǎo)致更大的誤差。
使用目標(biāo)應(yīng)用的負(fù)載矢量進(jìn)行校準(zhǔn)也可最大限度地減少該負(fù)載矢量的串?dāng)_。
相應(yīng)過(guò)程的選擇取決于校準(zhǔn)附件的可用性和您應(yīng)用的個(gè)性化要求。
通用校準(zhǔn)
對(duì)于負(fù)載矢量未知的應(yīng)用,建議使用100%標(biāo)稱負(fù)載進(jìn)行校準(zhǔn)。為了最大限度地減少串?dāng)_,可以應(yīng)用額外的二次法"矩陣加",并對(duì)標(biāo)稱載荷的20%、40%、60%和80%的荷載工況進(jìn)行數(shù)學(xué)優(yōu)化。
串?dāng)_的值在每個(gè)數(shù)據(jù)表中由多軸和多分量傳感器單獨(dú)指定,與精度等級(jí)分開(kāi)。
單軸力傳感器
即使使用單軸力傳感器,也可以啟動(dòng)側(cè)向力和扭矩。這也會(huì)導(dǎo)致由于串?dāng)_而顯示測(cè)量值。在恒定的側(cè)向力或恒定的扭矩下,這會(huì)導(dǎo)致零點(diǎn)的偏移。這可以使用歸零功能進(jìn)行調(diào)整,也可以作為偏移量考慮在內(nèi)。
總結(jié)
對(duì)于六軸力傳感器,精度和串?dāng)_單獨(dú)報(bào)告。精度等級(jí)通常為0.2%,串?dāng)_為1%。通常,六軸力傳感器的溫度引起的漂移導(dǎo)致精度等級(jí)降低到0.2%。再現(xiàn)性(標(biāo)準(zhǔn)不確定度)和線性度與精度等級(jí)為0.1%的1軸力傳感器相同。