力传感器非常灵敏，能够感应到力或扭矩的最小变化。然而，在大多数机器人系统中使用的六轴力矩传感器（或其他多分力传感器），噪声是不可避免的，传感器的读数会因噪声干扰而损坏。噪声损坏对于应用来说是不可接受的，尤其是那些对安全至关重要的手术，如机器人辅助手术。

当与机器人控制器一起在闭环中运行时，损坏的信号是有害的。当试图补偿这些高频信号时，快速控制器通常会做出非常积极的反应，并且整个机器人系统可能会变得不稳定，可能导致材料损坏。在这里，我们将仔细研究导致噪声的原因、噪声源以及如何减少因破坏多维力矩传感器的读数和机器人系统而造成的噪声。

                            带噪声信号与无噪声信号图谱

导致噪音的原因

电磁干扰（EMI）通常是信号噪声的原因。EMI造成的损坏很常见，可能来自多种来源。附近的电动机、电源或高频通信可能是电噪声源，可能会使力传感器信号失真。某些应用不能冒险使其读数或系统受到噪声的影响。信号噪声源有很多，比如：

• 手机

• 灯

• 电机

• 球迷

• 计算机

• 继电器

• 大型机械

• 发电机

如何降低信号噪声

降低噪声的第一步是确定噪声源并将其与解决方案配对，通常是硬件或软件修改。硬件修改被认为是一种预防措施，通常是传感器设计和系统设置（布线）的一部分，而软件修改是响应式的，并使用数字信号滤波技术。

布线

选择专为测量信号的应用而设计的通讯电缆将有助于防止噪声。这些电缆将由箔屏蔽、编织屏蔽或两者的组合进行 EMI 屏蔽。系统选择电缆将取决于操作环境、预算、灵活性要求和电缆强度。

除了EMI屏蔽电缆外，具有适当的电缆长度还可以减少系统中的干扰。就像天线一样，天线越长，信号越强，因此从系统中消除额外的电缆长度将降低整体EMI水平。多维力传感器电缆在系统设计中的放置非常重要，EMI发射高的电缆和对噪声敏感的电缆不应并排放置。例如，电力驱动电源线（高 EMI 发射）应尽可能远离非屏蔽 USB 电缆（EMI 敏感）。

接地

在需要特殊电气系统设计并且可以有效衰减噪声的应用中，正确接地是一个重要因素。

模拟滤波器

抗混叠和低通模拟电子滤波器可去除信号中所有高频分量，这些高频分量会因噪声破坏测量。这些滤波器必须放置在靠近模数转换器输入的位置，以最大限度地提高其效果。

过采样和滤波器

通过硬件（布线、接地和模拟滤波器）完全屏蔽和衰减噪声几乎是不可能的。因此，基于软件的信号处理应用程序，用于模拟接近传感器分辨率的清晰信号。

软件里如何减少噪音

上海耐创测试技术有限公司代理的瑞士Bota Systems 六维力矩传感器具有噪声源屏蔽功能，并遵循工业环境抗扰度标准 （IEC 61000-6-2：2016）、住宅、商业和轻工业环境排放标准 （IEC 61000-6-3：2006 + A1：2010），所有的多分力传感器也不受突发和 ESD 的影响。

力传感器的外壳充当嵌入式电子设备的法拉第笼，电压信号设计为差分和比率度量。这样，共模信号就会以高共模抑制比（CMMR）进行抑制。然后，信号通过模拟抗混叠和低通滤波器，它们位于ADC输入之前，用于抑制信号中增加噪声的其余高频分量。除了通过传感器的硬件降低噪声外，还提供易于调节的数字滤波，可通过我们的软件界面访问。

如有任何与噪声有关的话题，可以随时联系我们探讨。