ATI六维力传感器使用须知(中文版)

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2024年2月13日发(作者：)

六维力传感器使用须知

TOP TIP:

六维力传感器天生娇贵，使用前务必仔细学习其使用方法和操作须知，使用时请小心小心再小心。

使用前应先确定所需测量力的范围，以便选取合适的传感器，如果不能确定范围，应先选择量程尽可能大的传感器来确定范围，然后再行选取适合的传感器。

使用时一定在程序中加入过载保护，否则飞车的后果会让你追悔莫及。

1 硬件部分

1.1 传感器

传感器部分如下图所示：

注意事项：

1.注意两个端面，一面是固定端，一面是工具安装端，不可混淆

2.设计传感器连接组件时注意留出走线的凹槽

3.安装时严格选用正确型号的螺栓，尤其注意螺栓长度，安装时螺栓不要上太紧（相关尺寸参数每个传感器都有对应的文档可以查到）

4.这一部分是整个系统中最为娇贵的，所以对其一定各种操作都要足够温柔，使用完毕一定装进附有隔振海绵的收纳盒中。

1.2 接口供电盒（Interface Power Supply Box）

注意事项：

1.目前中心的传感器有两种供电盒一种需要外界电源，一种是不需要外接电源的。区别就在于有没有电源接口，有的话需外接电源才能正常工作。

2.红圈标出的接口有个凹槽，与其对应的接头有个突起，两者位置对应才能正确安装。

1.3 连接示意图

目前我们中心所用力传感器系统可以分成两类：

1. USB型

1) USB型的力传感器系统包括以下组件：

2) TW Transducer 即传感器

3) Interface power supply (IFPS) 接口供电盒

4) Data Acquisition (DAQ) Device or Data Acquisition (DAQ) card 数据采集设备或数据采集卡

5) DAQ Software, running on a laptop or desktop 数据采集软件

6) Supporting power supplies for IFPS or DAQ device 电源

7) Cable from IFPS to DAQ Device or DAQ card 连接线

8) USB cable from USB DAQ device to PC USB线

其连接如下图所示:

3

2. PCI型

1) PCI型的力传感器系统包括以下组件：

2) TIF Transducer TIF：型传感器

3) Power supply (PS)：电源

4) Data Acquisition (DAQ) Device or Data Acquisition (DAQ) card：数据采集设备或数据采集

5) DAQ Software, running on a laptop or desktop：数据采集软件

6) Supporting power supplies for PS or DAQ device：电源

7) Transducer cable：传感器传输线

8) DAQ Cable from PS to DAQ Device or DAQ card：数据采集线

其连接示意图如下：

注意事项：

1. 其中有个68pin接头须连接至主机上的数据采集卡如下图：

这个68pin接头是个扁长的梯形接头要与数据采集卡上的提醒接头方向一致才能插上。

2. 有固定螺纹的接头都应该拧紧接头以确保各个硬件之间的连接紧固，否则可能因接触不良而导致测量数据不准确。

2 软件部分

软件部分主要涉及到两款常用软件:

1. ati公司提供的一款基于.net编写的传感器使用的Demo程序，内置了传感器使用中需要的各种功能。

2. NI公司提供的一款应将设备管理以及数据采集程序。其功能强大，类似于windows的设备管理器。可以对设备进行重命名，调试，查看设备接口，校准，自检，测试等等。

2.1 ATIDAQFT

第一次打开ATIDAQFT会提示我们选择.cal文件，以后打开时默认自动读取上次使用的.cal文件，如果更换了传感器应注意更换对应的.cal文件，可以通过File->Load Calibration选项实现。

软件界面模块介绍：

1. 数据显示区

用于显示力数据或电压数据，绿色为负值，蓝色为正值。

每个方向的力的量程与单位都取决与.cal文件。可以看到目前Fx，Fy，Fz的量程分别为25N，25N，35N

2. 空间中力的姿态展示区

将各个方向的力合力和合力矩根据大小以不同长度不同姿态不同颜色的线段在笛卡尔坐标系中显示出来，可以鼠标左键拖动，从各个方向来观察。

3. 数据类型选择区

选择显示不同的数据类型，分别是测量电压值和求解过的力或力矩值

4. 几个功能按键

,用于设定数据有偏或无偏，由于传感器附带设备等原因使得无偏数据有一定的初始值，那么就需要对其进行补偿设置有偏数据就可使各个方向数据归零，但请注意设置有偏时应确保此时设备稳定无力或力矩变化。

用于将数据输出于.log文件，出数据是否加单位。

用于选取输出文件。

用于输出提示信息。

用于选择输

2.2 NI MAX

如果要用官方的ATI自己开发力传感器的程序，这个软件是必须安装的，内置有相关的驱动程序。否则程序编译或启动时会报错。

软件界面：

一般我们会用到的功能，设备和借口中会列出所有的NI设备，对于我们中心的传感器而言无非是NI USB-xxxx“FT”或NI PCI-xxxx“FT”。

点开一个设备会看到下面的界面：

面板中显示当前设备的状态，设置中可以修改设备名称，注意非必要不可的情况下不要修改设备名称，否则在ATIDAQFT或者自己编写的程序中会发生找不到设备的情况。

可以帮助我们进行简单的检查和校准。

最重要的是测试。

，它可以帮助我们对传感器的各个通道进行简单的

一般只需要进行前六个通道的测试（0-5），前六个通道一般对应于六维力。

选中一个通道点击开始，然后轻轻施加力就能看到对应的波形图，波形图可以跟随施加的力绘出较为非随机性的曲线，一般可以确定通道正常。如下图：

如果看到的波形图程水平直线或者杂乱无章的随机噪声，则极有可能该通道损坏。

附录

附录一: 中心传感器型号列表及量程范围和分辨率

中心目前有以下三种型号的传感器：

注意事项：

1.所有的传感器在使用时任何一个维度的力或力矩超过量程都可能影响其他维度的测量结果，请务必保证六维力和力矩都在量程以内。

2.这里只是列出几种型号的传感器都有哪些量程以便大家选用，具体的量程范围和分辨率一定参考每个传感器对应的文档来确定。

3.每个传感器都有对应于自身的.cal文件，内置从电压信号到力和力矩信号的换算信息，以及量程信息等。借传感器时一定记得索要对应的.cal文件。.cal文件不可混用，否则测得的数据毫无参考价值。

Nano43：

Mini40:

Nano17:

附录二: 相关术语

Calibration File：每一个力传感器都有自己对应的.cal文件，其内部存储着力传感器的标定信息，用于将电压信号转换为力信号。

DAQ：Data AcQuisition device. 数据采集设备

CTL: 使用F/T采集设备的传感器系统

FS：Full-Scale 满量程

F/T：Force and Torque 力和扭矩

IFPS：InterFace/Power Supply box 供电盒

MAP：Mounting Adapter Plate 安装适配板 用于连接固定面或机械臂

TAP：Tool Adapter Plate 工具适配端 用于连接被测负载的工具

Maximum Single-Axis Overload： 最大单轴负载

Resolution：分辨率

Saturation：负载或信号超出传感器的感知范围的情况

TW：小型传感器，不包含完整的电路来处理信号

TIF：大型传感器，包含了内部的完整的电路来处理信号

SENSING RANGES：感知范围

附录三: 传感器CAD图纸

传感器CAD图纸.zip见附件

本文标签： 传感器设备数据使用量程