Précision des capteurs 6 axes

Précision des capteurs 6 axes

Précision des capteurs multi-composantes

Précision et Crosstalk

La précision d'un capteur multi-composante intègre deux paramètres:

  • la précision du capteur, défini par la classe de précision
  • le crosstalk

Le terme "Classe de précision", qui est indiqué sur les fiches techniques des capteurs 3 et 6 axes, fait référence à la précision du capteur. Les principaux facteurs définissant la classe de précision sont:

  • L'incertitude de mesure (L'incertitude de mesure décrit la dispersion des valeurs mesurées. L'incertitude de mesure est généralement exprimée par un écart-type, qui est déterminée par un calcul statistique effectué sur des répétitions de mesure.)
  • la non-linéarité
  • l'hystérésis
  • La sensibilité du zéro à la température
  • la sensibilité du gain à la température

Les capteurs multiaxes font l'objet d'un phénomène supplémentaire : le crosstalk (ou sensibilité intervoies).

Crosstalk

L'application d'une force ou d'un couple dans l'axe de mesure se traduit également par une résultante sur les axes perpendiculaires à celui-ci. Cet effet est appelé Crosstalk.

Pour les capteurs de force trois axes et les capteurs de force à plusieurs composants, le crosstalk pour une charge nominale, est d'env. 1% de la charge nominale des autres axes.

Le crosstalk est proportionnel à la charge appliquée, et augmente avec des moments plus élevés. Le crosstalk a ainsi tendance à augmenter lorsque les efforts ne sont pas appliqués au centre du capteur (moments plus élevés). Ces couples supplémentaires doivent par ailleurs être pris en compte lors de la sélection de la plage de mesure pour éviter une surcharge du capteur.

Si les couples doivent être calculés au point d'application de la force, une opération arithmétique supplémentaire ou alternativement une transformation de la matrice d'étalonnage est nécessaire. L'opération est décrite dans le manuel utilisateur. Le logiciel GSVmulti permet la saisie de la distance entre le point d'application de la force et l'origine des coordonnées.

Les crosstalks peuvent être minimisés sur des points de fonctionnement spécifiques, ainsi que par la méthode d'étalonnage.

Procédures de calibration

Calibration sur des points de charge spécifiques

L'option "Matrix Plus" permet la réduction des crosstalks sur un point de fonctionnement prédéfini à un niveau de l'ordre de 0.2% à 0.5%. L'option Matrix Plus inclut:

  • un modèle quadratique de compensation de l'erreur de mesure et/ou
  • Une calibration sur le point de fonctionnement nominal spécifique à l'application client OU
  • Une calibration sur le vecteur de point de fonctionnement de l'application.

The quadratic approach of the error compensation minimizes the crosstalk exactly in the operating point. At higher loads, the quadratic approach can lead to larger errors than error compensation with a linear approach.

The calibration with the load vector of the intended application also minimizes crosstalk for this load vector.

The selection of the respective procedure depends on the availability of calibration accessories and the individual requirements of your application.

Calibration Standard

Une calibration à 100% de la charge nominale est recommandée pour les applications où le profil de charge n'est pas connu. Pour réduire le Crosstalk, il est possible d'appliquer une compensation de l'erreur "quadratique" (méthodologie "Matrix Plus") optimisé numériquement pour des charges de 20%, 40%, 60% et 80% de l'effort nominal.

La valeur des crosstalk est spécifiée sur chaque fiche technique séparément de la classe de précision.

Résumé

La précision et le crosstalk sont indiqués séparément pour les capteurs 6 axes (force / couple). La classe de précision est généralement de 0,2%, le crosstalk de 1%. En règle générale, la dérive induite par la température des capteurs à 6 axes conduit à une réduction de la classe de précision à 0,2%. La répétabilité (incertitude de mesure) et la linéarité sont de l'ordre des capteurs de force 1 axe avec une classe de précision 0,1%.

Les méthodes de calibration spéciales permettent de réduire les cross-talks à des valeurs de l'ordre de 0,2 à 0,5%

Quelques examples de capteurs 6 axes

Méthode de calibration Capteur
Calibration with 100% nominal load; Standard calibration, "K6D-Calibration-Matrix" K6D80 2kN/100Nm
Calibration with partial load 5% and 0.1%. Standard calibration, "K6D-Calibration-Matrix" K6D40 200N/5Nm
Calibration with partial load 5% and 0.1%. Calibration with partial loads, "Matrix-Plus" K6D40 200N/5Nm
Calibration with 100% nominal load; Standard calibration, "K6D-Calibration-Matrix" K6D68 10kN/50Nm
Calibration with 100% nominal load; Standard calibration, "Matrix-Plus" K6D68 10kN/50Nm

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