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六维力传感器的精度和串扰

文章出处:创始人人气:发表时间:2022-03-04 16:31:04

精度和串扰的定义

为了定义多维力传感器的精度,首先应区分两个重要术语:

传感器精度和串扰。

术语"精度等级"出现在所有数据手册和产品描述中,指的是传感器的精度。

在传感器:精度文档中,有该术语的详细说明以及精度等级的最重要标准的摘要:

对于力和扭矩传感器,以下属性用于分类为精度等级:

相对标准不确定度

线性度和迟滞的相对偏差

零信号的温度漂移

曲线斜率的温度漂移

在多轴和多分量传感器中发生另一种效应,即所谓的串扰。以下是文档多分量传感器中的说明:

串扰

向测量轴引入的力或扭矩也会导致在其垂直轴上指示。这种效应被称为串扰。

对于三轴力传感器和多分量力传感器,影响标称载荷时的串扰约为其他轴标称载荷的1%

串扰与负载量成正比。随着杠杆的增加或力矩的增加,传感器的变形和串扰也在增加。

校准在传感器正面的水平上进行。 在这个层次上也是多轴力传感器的起源。 在实际应用中,前部应用点(工作点)通常不位于多轴力传感器的原点。这会产生额外的扭矩。

在选择测量范围时,必须考虑这些额外的扭矩,以防止传感器过载。

如果扭矩应该在力施加点计算,那么额外的算术运算或校准矩阵的转换也是必要的。

每个工作点中的串扰都可以通过校准来最小化。在校准期间,在工作点中考虑了额外的扭矩,并包含在误差补偿中。

校准方法

特殊载荷矢量校准

补偿误差或在传感器计划应用的工作点进行校准,或与传感器原点中预期应用的负载矢量进行校准。

误差补偿的二次法恰恰在工作点中将串扰降至最低。 在较高的负载下,二次法比采用线性法的误差补偿可能导致更大的误差。

使用目标应用的负载矢量进行校准也可最大限度地减少该负载矢量的串扰。

相应过程的选择取决于校准附件的可用性和您应用的个性化要求。

通用校准

对于负载矢量未知的应用,建议使用100%标称负载进行校准。为了最大限度地减少串扰,可以应用额外的二次法"矩阵加",并对标称载荷的20%40%60%80%的荷载工况进行数学优化。

串扰的值在每个数据表中由多轴和多分量传感器单独指定,与精度等级分开。

单轴力传感器

即使使用轴力传感器,也可以启动侧向力和扭矩。这也会导致由于串扰而显示测量值。在恒定的侧向力或恒定的扭矩下,这会导致零点的偏移。这可以使用归零功能进行调整,也可以作为偏移量考虑在内

总结

对于六轴力传感器,精度和串扰单独报告。精度等级通常为0.2%,串扰为1%。通常,六轴力传感器的温度引起的漂移导致精度等级降低到0.2%。再现性(标准不确定度)和线性度与精度等级为0.1%的1轴力传感器相同。