IFM传感器如何降低扭矩测量的不确定性

2020/6/12 IFM资讯来源：网络
摘要：...
IFM传感器如何降低扭矩测量的不确定性
IFM传感器具有相同的几何尺寸，转速高达 22,000 RPM。*大的扭矩传感器的转速为 4,000 RPM。和测试台的其他部分相同，扭矩传感器需要极为可靠且耐用。因为其往往会运行数个月之久。防止出现某个输出失败，每个传感器都带有两个独立扭矩输出，并进行备份。
之前，测试台采用非旋转扭矩测量技术 - 一个力传感器和一个杠杆臂, 通过力与杠杆臂的乘积计算出扭矩。这是已经存在了半个世纪的测试技术，其有自己的优势。例如，校准简单，过载保护相对容易。但有一个*大的缺点：就是由于力传感器不在旋转轴上，无法实现准确对准，有 较大的测量误差。
这种方式还有另外一个缺点，就是 低动态响应 (只有 20Hz)，这是因为测力计的质量会作为一个低通滤波器，会增加扭矩测量的不确定性。另外，测力计必须要安装在轴承上，转动会对轴承造成摩擦，需要定期维护。
而现在测量技术只需安装扭矩传感器 即可，扭矩传感器由转子和定子组成，通过 无线遥测技术进行供电和数字化信号传输，并且由于采用无接触测量技术，因此是免维护的。
采用在线扭矩传感器有以下几个优点。例如，高动态 - 其 响应频率高达 6kHz，可以测量真实动态扭矩。而传统的杠杆技术的响应频率仅有 20Hz。
另外，无需考虑轴承摩擦和维护的问题。在线传感器提供 更高的动态响应精度。下图显示的是动态扭矩和扭矩平均值的比较。
在IFM传感器也有自己的缺点，一个是对中比较困难，另外一个是防止过载。尤其在需要对系统进行标定时，需要修改旋转轴或是移除扭矩传感器。
对于类似的应用在设计和开发阶段需要更多地考虑。如果传感器的转子采用 钛金属 而不是不锈钢，由于 更低的惯性矩，旋转扭矩传感器将更有优势。更轻的钛金属以及更短的长度将使驱动系的整体重量更轻。能够更简单地避免旋转轴在测试过程中的 “临界速度” 问题。
IFM传感器临界速度（转速）是一个会使旋转轴变得不稳定的点，会产生 谐波振动。更短，刚度更高，更轻的重量 是为了避免不必要的振动和跳动，其会加大测量的不确定性，并增大系统失效的可能性。在线扭矩传感器一般都采用 交流激励 以提高传感器的 抗干扰能力。这将会提高扭矩测量的精度，尤其在非常低的转速下。
IFM传感器可以为客户定制扭矩传感器。包括更高的精度，双输出，长度以及非螺栓式等。
IFM传感器的设计能够降低客户的维护费用。两个应变桥路能够获得更高的测量精度。钛金属转子可以减少传感器重量并提升转速等级。定制化长度和非螺栓安装方式可以将临界速度排除在测量范围之外。这些方式都可以降低测量的不确定性并提高精度。让客户获取更可靠的数据来提高产品效率。*近，我们已经将定制传感器的方案进行了标准化，能够满足客户更高精度，更高转速的多方面要求。
IFM传感器系列，是一种将物理信号转变为可测量的电信号输出的装置。广泛运用在工业称重系统、平台秤、电子秤、吊钩秤、配料秤等测力场合。HBM拉压力传感器是以弹性体为中介，通过力作用在帖传感器两边的电阻应片使它的阻值发生变化，再经过相应的电路转换为电的信号，从而实现后面的控制。它的优点是精度高，测量范围广,寿命长,结构简单，频响特性好。HBM拉压力传感器的特性：
（1）线性度：指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。定义为在全量程范围内实际特性曲线与拟合直线之间的*大偏差值与满量程输出值之比。
（2）灵敏度：灵敏度是传感器静态特性的一个重要指标。其定义为输出量的增量与引起该增量的相应输入量增量之比。用S表示灵敏度。
（3）迟滞：传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象成为迟滞。
对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。
（4）重复性：重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
（5）漂移：传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，次现象称为漂移。产生漂移的原因有两个方面：一是传感器自身结构参数；二是周围环境（如温度、湿度等）。
由于用半导体芯片制成的压力传感器的精度受温度的影响，因此应注意传感器的使用温度范围。静态精度是指某一特定温度下应达到的精度。可以分为四档:%FS为超高精度;%FS为高精度;1-2%FS为普通精度;2-10%FS为低精度。全温度范围精度是指微小型测力传感器在整个使用温度范围内都应达到的精度。同样可以分为四档:%FS;%FS;1-2%FS;2-10%FS。静态精度达到%FS，也许全温度范围精度只够1-2%FS，甚至只够2-10%FS。
IFM传感器对于使用的用户来说微小型测力传感器的精度是越高越好的。但是传感器达到高精度时，必然在制作过程中增添了许多附加工艺以及校淮过程和补偿技术，相应成本提高了，当然其售价也随之大幅度增加。因此在选购的时候需要根据微小型测力传感器的实际的场所需求和场合的要求来选择，要根据自己的需求提出合理的精度要求及相应的温度范围。

关联品牌：IFM

声明：本站部分信息源于第三方公开数据或网上转载，观点仅代表作者本人，本站仅整合提供参考，不代表本站立场。如有侵权或者其他问题，请联系siliewind@qq.com删除！如您的产品有技术问题请联系您的产品官方或供应商！
上一条：什么是IFM传感器灵敏度、精度 下一条：德国IFM开关电源的标准检测方式

文章推荐