【KW 12】六维联合加载标定及检测（标定篇）- 大数跨境

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【KW 12】六维联合加载标定及检测（标定篇）

坤维科技

2022-12-13

导读：下期预告：六维联合加载标定及检测（检测篇）

本篇文章我们继续聊六维力传感器的标定和检测。

标定和检测的定义

咱们先明确一下标定和检测的定义。

标定是指，通过加载理论值的载荷并同时记录传感器输出的对应原始信号的方式，获得六维力传感器内部算法的各个参数。也就是建立传感器原始信号和受力之间的映射关系。

检测是指，通过加载已知理论真值的载荷并同时记录传感器测量结果的方式，统计、比较测量结果和理论真值的差异，获得传感器的精度和准度，也就是测试传感器准不准。

简单来说，标定是获得传感器固件参数，检测是获得传感器的精准度。

标定

咱们先说标定。对于六维力传感器而言，标定需要同时考虑六个维度。

假如我们先只考虑在X轴方向按±25%FS、±50%FS、±75%FS和±100%FS四个阶梯对传感器进行精确加载标定（图1）。那么这张图上红色点表示标定样本点。四个阶梯再加上空载，并考虑正负方向，一条坐标轴上就有9个样本点。

如果同时考虑X轴和Y轴二个方向联合加载标定，那么，不仅要考虑位于X轴和Y轴上的样本点（图2），还必须考虑XY平面上的其它样本点，就是图上的黄色点（图3，黄色点渐现），这些也叫做交叉样本点。显然，考虑对传感器的X和Y轴联合加载时，标定的样本空间就从一维的直线变成了二维的平面。

▲图2

▲图3

当同时考虑对传感器的X、Y、Z三个方向联合标定时（图4），整个加载的样本空间则变成了三维空间（图5）。

▲图4

▲图5

六维联合加载标定

这种对坐标轴以外的黄色的交叉样本点进行的加载，就叫做联合加载。在六维力传感器标定过程中，采用三个方向的力和三个方向的力矩同时加载的方式，就叫做六维联合加载标定。六维联合加载标定的样本空间的复杂程度我们已经无法通过图形来表示了，但可以用数字来说明。一维力传感器，比如拉压力传感器，仅仅只需要9个样本点来标定。同样是每个维度取9个样本点，六维力传感器的样本空间就包含531441个样本点。