《機(jī)器人多維力力矩傳感器檢測規(guī)范gbt+43199-2023》詳細(xì)解讀

《機(jī)器人多維力/力矩傳感器檢測規(guī)范gb/t43199-2023》詳細(xì)解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語和定義4檢測條件4.1環(huán)境條件4.2校準(zhǔn)系統(tǒng)4.3檢測設(shè)備要求contents目錄4.4檢測前的準(zhǔn)備工作5一般性能檢測5.1量程5.2準(zhǔn)確度5.3重復(fù)性5.4非線性5.5零點(diǎn)輸出5.6零點(diǎn)時(shí)漂contents目錄5.7零點(diǎn)溫漂5.8輸出時(shí)漂5.9輸出溫漂5.10過載能力5.11輸出響應(yīng)時(shí)間6特殊性能檢測6.1聯(lián)合加載重復(fù)性6.2聯(lián)合加載偏差contents目錄6.3測量不確定度6.4彈性角位移011范圍工業(yè)機(jī)器人包括搬運(yùn)、裝配、焊接、噴涂等各類工業(yè)機(jī)器人。服務(wù)機(jī)器人涵蓋家庭服務(wù)、醫(yī)療服務(wù)、公共服務(wù)等領(lǐng)域的服務(wù)型機(jī)器人。特種機(jī)器人涉及軍事、空間探索、深海作業(yè)等特定應(yīng)用場景的機(jī)器人。1范圍022規(guī)范性引用文件GB/TXXXX.1-XXXX機(jī)器人與機(jī)器人裝備詞匯GB/TXXXX.2-XXXX工業(yè)機(jī)器人性能規(guī)范及其試驗(yàn)方法GB/TXXXX.3-XXXX工業(yè)機(jī)器人電氣設(shè)備及系統(tǒng)通用技術(shù)條件2規(guī)范性引用文件033術(shù)語和定義03線性度傳感器輸出量與輸入量之間的實(shí)際關(guān)系曲線偏離擬合直線的程度，描述傳感器輸入輸出關(guān)系的線性程度。01多維力/力矩傳感器指能夠同時(shí)測量和輸出三個(gè)相互垂直方向上的力和力矩信息的裝置。02靈敏度傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化量與輸入變化量之比，反映傳感器對輸入量變化的敏感程度。3術(shù)語和定義044檢測條件溫度應(yīng)確保檢測環(huán)境溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)，以保證傳感器性能的穩(wěn)定。濕度適宜的濕度有助于減少傳感器內(nèi)部元件的受潮風(fēng)險(xiǎn)，提高檢測準(zhǔn)確性。振動(dòng)與沖擊應(yīng)控制檢測環(huán)境的振動(dòng)與沖擊，以避免對傳感器造成損害或影響檢測結(jié)果。4檢測條件054.1環(huán)境條件為確保傳感器正常工作和準(zhǔn)確測量，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)的溫度范圍。標(biāo)準(zhǔn)溫度范圍分析溫度對傳感器測量精度和穩(wěn)定性的影響。溫度對測量的影響提供在實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場環(huán)境中控制溫度的方法和建議。溫度控制措施4.1環(huán)境條件064.2校準(zhǔn)系統(tǒng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)器用于產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)力或力矩的高精度設(shè)備，如標(biāo)準(zhǔn)砝碼、力矩標(biāo)準(zhǔn)器等。傳感器安裝裝置確保多維力/力矩傳感器在校準(zhǔn)過程中穩(wěn)定且準(zhǔn)確安裝的設(shè)備。數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)用于收集校準(zhǔn)過程中的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行必要的處理和分析的軟硬件系統(tǒng)。4.2校準(zhǔn)系統(tǒng)074.3檢測設(shè)備要求力矩傳感器精度檢測設(shè)備應(yīng)配備高精度的力矩傳感器，以滿足對不同力矩的精確測量。線性度和重復(fù)性檢測設(shè)備的力傳感器和力矩傳感器應(yīng)具有良好的線性度和重復(fù)性，以確保測量結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。力傳感器精度檢測設(shè)備應(yīng)具備高精度的力傳感器，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。4.3檢測設(shè)備要求084.4檢測前的準(zhǔn)備工作4.4檢測前的準(zhǔn)備工作根據(jù)機(jī)器人多維力/力矩傳感器的具體型號、規(guī)格和應(yīng)用場景，確定需要檢測的力/力矩參數(shù)類型和范圍。明確檢測的精度、穩(wěn)定性、重復(fù)性等性能指標(biāo)要求，以便為后續(xù)的檢測工作提供明確的指導(dǎo)。095一般性能檢測

5一般性能檢測定義與原理線性度描述了傳感器輸出與輸入之間的直線關(guān)系程度，是評價(jià)傳感器性能的重要指標(biāo)。檢測方法通過在傳感器量程范圍內(nèi)均勻選取若干個(gè)測試點(diǎn)，記錄各點(diǎn)的輸入與輸出數(shù)據(jù)，采用最小二乘法進(jìn)行線性擬合，計(jì)算線性度誤差。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，線性度誤差應(yīng)滿足相應(yīng)精度等級的要求。105.1量程123量程是指傳感器能夠測量的最大力或力矩值，是選擇傳感器時(shí)需要考慮的重要參數(shù)之一。定義量程的確定需綜合考慮實(shí)際應(yīng)用場景中的最大負(fù)載、安全系數(shù)以及傳感器的測量精度等因素。確定方法選擇合適的量程能夠確保傳感器在測量過程中不會(huì)因超出量程而損壞，同時(shí)保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。重要性5.1量程115.2準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度定義準(zhǔn)確度是指傳感器在規(guī)定條件下，其輸出值與真實(shí)值之間的符合程度，是衡量傳感器性能的重要指標(biāo)。準(zhǔn)確度等級劃分根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人的多維力/力矩傳感器的準(zhǔn)確度通常被劃分為不同的等級，如高精度、普通精度等。各等級對應(yīng)的誤差范圍也有明確規(guī)定。準(zhǔn)確度影響因素傳感器的準(zhǔn)確度受多種因素影響，包括傳感器自身的設(shè)計(jì)制造水平、使用環(huán)境條件（如溫度、濕度、振動(dòng)等）、以及長期使用過程中的磨損和老化等。因此，在選擇和使用傳感器時(shí)，應(yīng)充分考慮這些因素對準(zhǔn)確度的影響。5.2準(zhǔn)確度125.3重復(fù)性重復(fù)性是指在相同測量條件下，對同一被測量進(jìn)行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性。對于機(jī)器人多維力/力矩傳感器而言，重復(fù)性是其穩(wěn)定性和可靠性的重要指標(biāo)。評估重復(fù)性時(shí)，應(yīng)選定合適的測量點(diǎn)，并在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多次測量。通過計(jì)算各次測量結(jié)果的偏差或標(biāo)準(zhǔn)差來衡量重復(fù)性。同時(shí)，還需關(guān)注測量過程中的環(huán)境因素和傳感器自身狀態(tài)對結(jié)果的影響。定義說明評估方法5.3重復(fù)性135.4非線性非線性是指傳感器在測量過程中，其輸出與輸入之間的關(guān)系不是一條直線，而是呈現(xiàn)出曲線或其他復(fù)雜形態(tài)。在多維力/力矩傳感器中，非線性可能導(dǎo)致測量結(jié)果的偏差，因此需要進(jìn)行嚴(yán)格的測試與校準(zhǔn)。非線性的產(chǎn)生原因可能包括傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料特性不均勻、制造工藝誤差等。這些因素都可能導(dǎo)致傳感器在受力時(shí)，各軸向的力/力矩之間存在相互影響，從而引發(fā)非線性問題。為了準(zhǔn)確評估非線性對傳感器性能的影響，需要進(jìn)行專業(yè)的測試與校準(zhǔn)。測試時(shí)，應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)力/力矩源對傳感器進(jìn)行加載，并記錄各軸向的輸出數(shù)據(jù)。通過分析這些數(shù)據(jù)，可以繪制出傳感器在不同力/力矩作用下的輸出曲線，進(jìn)而評估其非線性程度。根據(jù)測試結(jié)果，可以采取相應(yīng)的校準(zhǔn)措施，如調(diào)整傳感器結(jié)構(gòu)、優(yōu)化數(shù)據(jù)處理算法等，以降低非線性對測量結(jié)果的影響。定義與描述產(chǎn)生原因分析測試與校準(zhǔn)方法5.4非線性145.5零點(diǎn)輸出初始狀態(tài)指傳感器在無外力作用下的輸出值，即初始零點(diǎn)。穩(wěn)定性要求零點(diǎn)輸出應(yīng)具備一定的穩(wěn)定性，以確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。影響因素溫度、機(jī)械應(yīng)力等因素可能對零點(diǎn)輸出產(chǎn)生影響。5.5零點(diǎn)輸出155.6零點(diǎn)時(shí)漂定義與意義零點(diǎn)時(shí)漂是指傳感器在無外力作用下，輸出值隨時(shí)間的變化而偏離初始零點(diǎn)的現(xiàn)象。它是衡量傳感器穩(wěn)定性的重要指標(biāo)，直接影響測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。產(chǎn)生原因零點(diǎn)時(shí)漂的產(chǎn)生主要受到傳感器自身結(jié)構(gòu)、環(huán)境溫度、濕度以及機(jī)械應(yīng)力等多種因素的影響。這些因素導(dǎo)致傳感器內(nèi)部元件發(fā)生微小變化，從而引起輸出值的偏移。5.6零點(diǎn)時(shí)漂165.7零點(diǎn)溫漂定義與意義01零點(diǎn)溫漂是指傳感器在零輸入狀態(tài)下，由于環(huán)境溫度變化而引起的輸出值的變化。它是衡量傳感器穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一，直接影響傳感器的測量精度。測試方法與步驟02通常采用恒溫槽或高低溫箱等設(shè)備，將傳感器置于不同的溫度環(huán)境下，記錄其輸出值的變化情況。通過對比不同溫度下的輸出值，可以計(jì)算出傳感器的零點(diǎn)溫漂。改進(jìn)措施03為了減小零點(diǎn)溫漂的影響，可以從傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料選擇以及制造工藝等方面進(jìn)行優(yōu)化。此外，定期對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)也是確保測量精度的重要手段。5.7零點(diǎn)溫漂175.8輸出時(shí)漂01025.8輸出時(shí)漂這種變化通常表現(xiàn)為輸出信號的偏移或者波動(dòng)，是傳感器穩(wěn)定性的重要指標(biāo)之一。輸出時(shí)漂是指傳感器在長時(shí)間工作過程中，輸出信號隨時(shí)間發(fā)生的變化。185.9輸出溫漂表示方法通常以規(guī)定的溫度范圍內(nèi)輸出量的變化量與溫度變化的比值來表示。重要性輸出溫漂是傳感器重要性能指標(biāo)之一，直接影響傳感器的測量精度和穩(wěn)定性。溫漂概念輸出溫漂是指傳感器在規(guī)定溫度范圍內(nèi)，輸出量隨溫度變化的程度。5.9輸出溫漂195.10過載能力5.10過載能力過載能力定義指傳感器在承受超過額定載荷一定范圍內(nèi)仍能保持正常工作，且不會(huì)造成永久性損壞的能力。規(guī)范要求傳感器應(yīng)具備一定的過載能力，以確保在異常情況下的安全和可靠性。205.11輸出響應(yīng)時(shí)間輸出響應(yīng)時(shí)間是指從力/力矩傳感器輸入發(fā)生變化到傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時(shí)間。定義輸出響應(yīng)時(shí)間受傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料特性以及信號處理電路等多重因素影響。影響因素輸出響應(yīng)時(shí)間是評估傳感器性能的重要指標(biāo)之一，對于確保機(jī)器人控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性具有重要意義。重要性5.11輸出響應(yīng)時(shí)間216特殊性能檢測檢測傳感器在不同頻率下的響應(yīng)情況，確保其在工作范圍內(nèi)具有穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)性能。頻響特性階躍響應(yīng)振動(dòng)測試測試傳感器對突變信號的跟蹤能力，以評估其動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和準(zhǔn)確性。在特定振動(dòng)環(huán)境下檢測傳感器的輸出穩(wěn)定性，驗(yàn)證其抗振性能。0302016特殊性能檢測226.1聯(lián)合加載重復(fù)性010203定義與意義聯(lián)合加載重復(fù)性是指在多維力/力矩傳感器上同時(shí)施加多個(gè)方向的力和力矩時(shí)，傳感器輸出值的重復(fù)精度。它是評價(jià)傳感器性能穩(wěn)定性和可靠性的重要指標(biāo)。測試方法與步驟進(jìn)行聯(lián)合加載重復(fù)性測試時(shí)，需按照規(guī)定的加載路徑，在傳感器上同時(shí)施加不同方向的力和力矩，并記錄各次加載的輸出值。通過對比分析各次加載的數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出聯(lián)合加載重復(fù)性誤差。影響因素及優(yōu)化措施聯(lián)合加載重復(fù)性受多種因素影響，如傳感器結(jié)構(gòu)、材料、制造工藝等。為提高聯(lián)合加載重復(fù)性，可從優(yōu)化傳感器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選用高性能材料、提升制造工藝水平等方面入手。同時(shí)，定期對傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和維護(hù)，也是確保聯(lián)合加載重復(fù)性穩(wěn)定可靠的重要措施。6.1聯(lián)合加載重復(fù)性236.2聯(lián)合加載偏差聯(lián)合加載偏差是指在多維力/力矩傳感器上同時(shí)施加多個(gè)方向的力/力矩時(shí)，各分量之間的相互影響所引起的輸出偏差。聯(lián)合加載偏差是評價(jià)多維力/力矩傳感器性能的重要指標(biāo)之一，它反映了傳感器在復(fù)雜加載條件下的測量精度和穩(wěn)定性。6.2聯(lián)合加載偏差概述定義246.3測量不確定度表征被測量值分散性的非負(fù)參數(shù)，反映測量結(jié)果的可靠性。測量不確定度定義誤差是測量值與真值之差，不確定度是對測量結(jié)果可能誤差的定量描述。