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力传感器对于工业机器人的重要性
对于工业机器人,力传感器非常重要。
对于一个普通人来说,工业机器人工作时什么事情都顺理成章,但是实际上,工业机器人在工作时需要多个系统同时协同工作,其中的视觉系统在很多工业机器中就显得特别重要。有一种力感应器经常被人们忽视,但是对工业机器人和视觉系统同样重要,有时候他的角色比视觉更重要。
早先的工业机器人无法检测到它们的工作环境,而当人们将一个力感传感器带到工业机器人中时,机器人可以感觉到他们正在“看”自己的工作。这种工业机器人已不是那种只能搬运的“大机器”,而带有力感应器的工业机器人已经变得智能许多,它为工业机器人的高精度、高智能化工作奠定了基础。
这种力感传感器可以随时监控工业机器人手臂的力能,并通过分析,指导机器人的所有动作。传感器使机器人能够感知到它们所碰到的事物,从而能够根据判断暂停或停止,从而使工业机器人在保证操作安全的同时,提高机器人的工作效率。
该传感器采用压电效应原理,在加速度作用下,加速度传感器通过晶体内部的变形产生电压,通过计算产生的电压和加速度的关系,将加速度转换成电压输出。制作加速度传感器的方法有电容效应、热气泡效应、光效等,但其基本的原理是利用加速度使某种介质发生变形,通过测量其变形量,再将相应电路转换为输出电压。
压电式加速度传感器是电压输出型加速度传感器的另一种输出电压信号,而非电荷信号。感应器内装有电荷放大器。这些传感器使用3线(信号、地面、电源)和2线类型(信号/电源,地面)。二线式又称集成式压电式传感器(IEPE)。IEPE很容易使用同轴(2线、芯线和屏蔽线)连接,因此非常流行。该模式下,交流信号和直流电源叠加。输出端串接耦合电容,去除传感器的直流偏移,从而仅获得传感器信号的输出。
IEPE/ICP许多现代仪器都提供输入接口,因此可直接与IEPE传感器相连。当IEPE供电接口不可用时,需要与IEPE传感器配合信号放大器。三线式感应器需要一条独立的直流电线来供电。与输出电荷的加速度传感器不同,除了压电陶瓷元件之外,电压输出型加速度传感器包括一个微型电路,其工作温度范围限制了整个传感器工作温度范围,一般不超过125℃。
也有部分设计升级到175°C,但其他性能将有所降低。可以采用动态范围-由于压电陶瓷元件的动态范围很大,所以输出型加速度传感器在量程定义方面显得非常灵活,因为它的满量程可以由用户通过远距离电荷放大器自由调整。但是输出型加速度传感器具有既定的满量程,它决定着电荷放大器的内部,一旦在工厂加工后,就不能再替换了。

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