多分量传感器: 基本问题

多分量传感器到底是什么?

多分量传感器就是指能够测量一个以上平面上的力，例如 在 x 和 y 方向进行测量。一些多分量传感器不仅可以测量定向力，还可以测量力矩，轴的旋转力。

多分量传感器通常测量几个轴向力?

多分量传感器最多可以测量六个轴向力。六分量传感器可以测量 x, y, z 方向的力和力矩。

多分量传感器提供何种输出方式?

依据应用以及力的大小不同，典型的输出为 mV/V 模拟信号，或是遵循火线和 CANbus 协议，将其转换为数字输出。

mV/V 信号需要通过放大器来提供标准模拟输出。例如额定量程为100磅 2 mV/V 传感器在采用 10V 激励电压情况下提供 20 mV 满量程输出（100 磅），也就是每磅产生 0.2 mV 输出信号。

多分量传感器应用

哪些应用会需要测量多轴方向的力?

通常应用于需要测定矢量负载（需要x，y和z位置坐标来进行描述）场合。简单的来说，就是需要测量多个方向力或力矩的场合。

为何要使用多分量传感器来替代多个单轴力传感器?

一个多分量传感器占用空间更小，安装测量更加方便，并且节约成本。

为何医疗设备需要大量多分量传感器?

医疗机器人需要采用大量多分量传感器，主要用于手术，医疗康复和训练等。通常，多分量传感器可用于医疗诊断设备，例如 超声波和MRI医疗设备，以及 PET 和 CT 扫描。

串扰，滞后和线性误差

多分量传感器的串扰是什么?

每个方向的负载传感器就将提供一路输出，串扰就是指多路信号之间的干扰。串扰是多分量传感器最重要的技术指标之一。一般被表示为通道输出的百分比。通过矩阵补偿这种数学计算方式，可以降低串扰水平。

多分量传感器的线性误差是如何定义的?

线性误差指的是无载荷和额定负载之间的标定曲线形成的直线和实际信号之间的最大偏离。表示为额定输出的百分比。

多分量传感器的滞后是什么?

滞后指的是相同负载下传感器输出的最大区别。加载的方式一种为从零点到负载，另外一种为满量程到负载。滞后通常在半额定输出下测量，以百分比表示。

固定和安装

有哪些量程可以选择?

多量程传感器的最小量程仅有数克。最大量程可达数千磅或更高。

多分量传感器如何固定?

因为多分量传感器不仅测量力还测量力矩，其对安装平面的轻微角度变化都非常敏感。因此必须防止哪怕是轻微的错位。另外安装平面必须具有足够的刚度，防止翘曲。

通常来说，连接的部件厚度必须大于传感器高度的三分之一（在负载下接触表面的变形最好小于 0.005 mm）。表面必须无油漆并且由硬度不小于 40 HRC 的钢制成。不锈钢测量体机械连接硬度不小于 42 HRC。

表面平整度不能小于 0.05 mm，粗糙度需要 ≤ Ra 1.6。表面最好经过研磨。传感器需要安装在表面中心并用定位销固定。角度或定位误差需要小于 0.1°。最好，多分量传感器固定螺钉需要沿对角线固定并拧紧，以保证传感器平躺在安装表面。