多維力傳感器如何測量扭矩？

扭矩是物體繞軸線旋轉的力矩，在機器人、醫療和汽車工業等領域有著廣泛的應用。多維力傳感器是一種能夠測量多個力或力矩分量的傳感器，包括扭矩。

扭矩測量原理

多維力傳感器測量扭矩的原理是基于應變測量。當施加扭矩時，傳感器內的應變計元件會發生形變，從而改變其電阻。通過測量電阻的變化，可以計算出施加的扭矩。

扭矩傳感器設計

多維力傳感器通常采用以下兩種設計之一來測量扭矩：

剪切梁式：這種設計使用一個固定在兩端并施加扭矩的剪切梁。剪切梁的形變由應變計測量，從而計算出扭矩。

環形力傳感器：這種設計使用一個環形傳感器，其中應變計安裝在環的內表面和外表面。當施加扭矩時，環會發生扭曲，從而改變應變計的電阻。

扭矩測量精度

多維力傳感器的扭矩測量精度取決于以下幾個因素：

應變計的靈敏度：應變計的靈敏度越高，扭矩測量精度就越高。

傳感器的剛度：傳感器越剛性，其扭矩測量精度就越高。

溫度補償：溫度變化會影響應變計的電阻，因此需要進行溫度補償以確保準確的扭矩測量。

交叉靈敏度：多維力傳感器可能會受到其他力或力矩分量的影響，這會導致交叉靈敏度。需要通過校準或補償技術來最小化交叉靈敏度。

多維力傳感器通過測量應變計元件的電阻變化來測量扭矩。通過仔細的設計和校準，多維力傳感器可以提供高精度的扭矩測量，使其成為各種應用的理想選擇。