《机器人多维力力矩传感器检测规范gbt+43199-2023》详细解读

《机器人多维力/力矩传感器检测规范gb/t43199-2023》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4检测条件4.1环境条件4.2校准系统4.3检测设备要求contents目录4.4检测前的准备工作5一般性能检测5.1量程5.2准确度5.3重复性5.4非线性5.5零点输出5.6零点时漂contents目录5.7零点温漂5.8输出时漂5.9输出温漂5.10过载能力5.11输出响应时间6特殊性能检测6.1联合加载重复性6.2联合加载偏差contents目录6.3测量不确定度6.4弹性角位移011范围工业机器人包括搬运、装配、焊接、喷涂等各类工业机器人。服务机器人涵盖家庭服务、医疗服务、公共服务等领域的服务型机器人。特种机器人涉及军事、空间探索、深海作业等特定应用场景的机器人。1范围022规范性引用文件GB/TXXXX.1-XXXX机器人与机器人装备词汇GB/TXXXX.2-XXXX工业机器人性能规范及其试验方法GB/TXXXX.3-XXXX工业机器人电气设备及系统通用技术条件2规范性引用文件033术语和定义03线性度传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度，描述传感器输入输出关系的线性程度。01多维力/力矩传感器指能够同时测量和输出三个相互垂直方向上的力和力矩信息的装置。02灵敏度传感器在稳态下输出变化量与输入变化量之比，反映传感器对输入量变化的敏感程度。3术语和定义044检测条件温度应确保检测环境温度在规定的范围内，以保证传感器性能的稳定。湿度适宜的湿度有助于减少传感器内部元件的受潮风险，提高检测准确性。振动与冲击应控制检测环境的振动与冲击，以避免对传感器造成损害或影响检测结果。4检测条件054.1环境条件为确保传感器正常工作和准确测量，规定了标准的温度范围。标准温度范围分析温度对传感器测量精度和稳定性的影响。温度对测量的影响提供在实验室或现场环境中控制温度的方法和建议。温度控制措施4.1环境条件064.2校准系统力学标准器用于产生标准力或力矩的高精度设备，如标准砝码、力矩标准器等。传感器安装装置确保多维力/力矩传感器在校准过程中稳定且准确安装的设备。数据采集与处理系统用于收集校准过程中的数据，并进行必要的处理和分析的软硬件系统。4.2校准系统074.3检测设备要求力矩传感器精度检测设备应配备高精度的力矩传感器，以满足对不同力矩的精确测量。线性度和重复性检测设备的力传感器和力矩传感器应具有良好的线性度和重复性，以确保测量结果的稳定性和可靠性。力传感器精度检测设备应具备高精度的力传感器，以确保测量结果的准确性。4.3检测设备要求084.4检测前的准备工作4.4检测前的准备工作根据机器人多维力/力矩传感器的具体型号、规格和应用场景，确定需要检测的力/力矩参数类型和范围。明确检测的精度、稳定性、重复性等性能指标要求，以便为后续的检测工作提供明确的指导。095一般性能检测

5一般性能检测定义与原理线性度描述了传感器输出与输入之间的直线关系程度，是评价传感器性能的重要指标。检测方法通过在传感器量程范围内均匀选取若干个测试点，记录各点的输入与输出数据，采用最小二乘法进行线性拟合，计算线性度误差。评价标准根据国家标准规定，线性度误差应满足相应精度等级的要求。105.1量程123量程是指传感器能够测量的最大力或力矩值，是选择传感器时需要考虑的重要参数之一。定义量程的确定需综合考虑实际应用场景中的最大负载、安全系数以及传感器的测量精度等因素。确定方法选择合适的量程能够确保传感器在测量过程中不会因超出量程而损坏，同时保证测量结果的准确性和可靠性。重要性5.1量程115.2准确度准确度定义准确度是指传感器在规定条件下，其输出值与真实值之间的符合程度，是衡量传感器性能的重要指标。准确度等级划分根据国家标准，机器人的多维力/力矩传感器的准确度通常被划分为不同的等级，如高精度、普通精度等。各等级对应的误差范围也有明确规定。准确度影响因素传感器的准确度受多种因素影响，包括传感器自身的设计制造水平、使用环境条件（如温度、湿度、振动等）、以及长期使用过程中的磨损和老化等。因此，在选择和使用传感器时，应充分考虑这些因素对准确度的影响。5.2准确度125.3重复性重复性是指在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。对于机器人多维力/力矩传感器而言，重复性是其稳定性和可靠性的重要指标。评估重复性时，应选定合适的测量点，并在短时间内进行多次测量。通过计算各次测量结果的偏差或标准差来衡量重复性。同时，还需关注测量过程中的环境因素和传感器自身状态对结果的影响。定义说明评估方法5.3重复性135.4非线性非线性是指传感器在测量过程中，其输出与输入之间的关系不是一条直线，而是呈现出曲线或其他复杂形态。在多维力/力矩传感器中，非线性可能导致测量结果的偏差，因此需要进行严格的测试与校准。非线性的产生原因可能包括传感器结构设计不合理、材料特性不均匀、制造工艺误差等。这些因素都可能导致传感器在受力时，各轴向的力/力矩之间存在相互影响，从而引发非线性问题。为了准确评估非线性对传感器性能的影响，需要进行专业的测试与校准。测试时，应使用标准力/力矩源对传感器进行加载，并记录各轴向的输出数据。通过分析这些数据，可以绘制出传感器在不同力/力矩作用下的输出曲线，进而评估其非线性程度。根据测试结果，可以采取相应的校准措施，如调整传感器结构、优化数据处理算法等，以降低非线性对测量结果的影响。定义与描述产生原因分析测试与校准方法5.4非线性145.5零点输出初始状态指传感器在无外力作用下的输出值，即初始零点。稳定性要求零点输出应具备一定的稳定性，以确保测量结果的准确性。影响因素温度、机械应力等因素可能对零点输出产生影响。5.5零点输出155.6零点时漂定义与意义零点时漂是指传感器在无外力作用下，输出值随时间的变化而偏离初始零点的现象。它是衡量传感器稳定性的重要指标，直接影响测量结果的准确性。产生原因零点时漂的产生主要受到传感器自身结构、环境温度、湿度以及机械应力等多种因素的影响。这些因素导致传感器内部元件发生微小变化，从而引起输出值的偏移。5.6零点时漂165.7零点温漂定义与意义01零点温漂是指传感器在零输入状态下，由于环境温度变化而引起的输出值的变化。它是衡量传感器稳定性的重要指标之一，直接影响传感器的测量精度。测试方法与步骤02通常采用恒温槽或高低温箱等设备，将传感器置于不同的温度环境下，记录其输出值的变化情况。通过对比不同温度下的输出值，可以计算出传感器的零点温漂。改进措施03为了减小零点温漂的影响，可以从传感器的结构设计、材料选择以及制造工艺等方面进行优化。此外，定期对传感器进行校准也是确保测量精度的重要手段。5.7零点温漂175.8输出时漂01025.8输出时漂这种变化通常表现为输出信号的偏移或者波动，是传感器稳定性的重要指标之一。输出时漂是指传感器在长时间工作过程中，输出信号随时间发生的变化。185.9输出温漂表示方法通常以规定的温度范围内输出量的变化量与温度变化的比值来表示。重要性输出温漂是传感器重要性能指标之一，直接影响传感器的测量精度和稳定性。温漂概念输出温漂是指传感器在规定温度范围内，输出量随温度变化的程度。5.9输出温漂195.10过载能力5.10过载能力过载能力定义指传感器在承受超过额定载荷一定范围内仍能保持正常工作，且不会造成永久性损坏的能力。规范要求传感器应具备一定的过载能力，以确保在异常情况下的安全和可靠性。205.11输出响应时间输出响应时间是指从力/力矩传感器输入发生变化到传感器输出达到稳定状态所需的时间。定义输出响应时间受传感器结构设计、材料特性以及信号处理电路等多重因素影响。影响因素输出响应时间是评估传感器性能的重要指标之一，对于确保机器人控制系统的实时性和稳定性具有重要意义。重要性5.11输出响应时间216特殊性能检测检测传感器在不同频率下的响应情况，确保其在工作范围内具有稳定的动态性能。频响特性阶跃响应振动测试测试传感器对突变信号的跟踪能力，以评估其动态响应速度和准确性。在特定振动环境下检测传感器的输出稳定性，验证其抗振性能。0302016特殊性能检测226.1联合加载重复性010203定义与意义联合加载重复性是指在多维力/力矩传感器上同时施加多个方向的力和力矩时，传感器输出值的重复精度。它是评价传感器性能稳定性和可靠性的重要指标。测试方法与步骤进行联合加载重复性测试时，需按照规定的加载路径，在传感器上同时施加不同方向的力和力矩，并记录各次加载的输出值。通过对比分析各次加载的数据，可以计算出联合加载重复性误差。影响因素及优化措施联合加载重复性受多种因素影响，如传感器结构、材料、制造工艺等。为提高联合加载重复性，可从优化传感器结构设计、选用高性能材料、提升制造工艺水平等方面入手。同时，定期对传感器进行校准和维护，也是确保联合加载重复性稳定可靠的重要措施。6.1联合加载重复性236.2联合加载偏差联合加载偏差是指在多维力/力矩传感器上同时施加多个方向的力/力矩时，各分量之间的相互影响所引起的输出偏差。联合加载偏差是评价多维力/力矩传感器性能的重要指标之一，它反映了传感器在复杂加载条件下的测量精度和稳定性。6.2联合加载偏差概述定义246.3测量不确定度表征被测量值分散性的非负参数，反映测量结果的可靠性。测量不确定度定义误差是测量值与真值之差，不确定度是对测量结果可能误差的定量描述。