三维测量: 多分量传感器可以做什么?

如果需要测量机器人多个矢量轴的力或扭矩,我们推荐使用“多分量传感器”:与安装多个传感器相比,多分量传感器节省了大量的空间和安装工作。选择合适的多分量传感器时,考虑“串扰”尤为重要。

多轴传感器(也称为多分量传感器)可测量多个空间方向上的力/扭矩, 其不仅可以测量 x,y,z 方向的力,还可以测量在这三个方向的扭矩。如果扭矩与力一起测量,多轴传感器可以测量多达六个分量(3xF,3xM)。

多种应用

通过这种方式,一个多分量传感器就可以进行三个方向的物理量测量。这个特点使其非常适合测定涉及 x,y 和 z 向量负载的应用。典型的应用包括机器人极限载荷监测,机器监测(如在飞机装配和隧道掘进机),以及多种测试台(如轮胎测试或平衡设备),离岸应用的结构测试等。

Three axes of forces and torques.
多分量传感器能够测量三个方向上的力和扭矩。

Compensation matrix of a multi-axis sensor
多分量传感器的补偿矩阵
Typical fields of application include robotics and aircraft assembly.
典型的应用领域包括机器人和飞机组装。 照片提供:Shutterstock。

串扰最小化

在涉及多个负载的测量任务中,串扰是通常存在的。如果仅在一个方向上施加载荷,原理上,基于泊松效应,由于传感器的横向灵敏度,在其他轴上也有很小的输出信号。在这种情况下,可采用相关技术使这些横向应变效应(串扰)最小化。例如,HBM 的 PMX 或 QuantumX 数据采集系统可通过“矩阵补偿”进行补偿计算。这种技术可使串扰降低3到5倍。多轴传感器的单独补偿矩阵是目前串扰最小化的必要技术,因此仔细检查传感器制造商如何处理串扰问题是非常重要的。