첫 번째이자 가장 핵심적인 범주는 종합 성능 지표로, 다섯 가지 주요 파라미터를 포함합니다.
첫 번째 지표는 정격 하중으로, 흔히 측정 범위라고도 하는데, 센서의 설계 측정 범위 값을 명시해야 합니다. 이 값은 모든 정상 작동 조건에서 전 하중 범위를 포괄해야 합니다.
두 번째 지표는 과부하 요구사항입니다. 과부하는 안전 과부하와 극한 과부하 두 단계로 구분됩니다. 실제 운용 시 가능한 한 과부하 상태를 피해야 한다는 점을 강조합니다.
- 안전 과부하: 이는 센서가 견디는 하중이 정격 하중을 초과하는 상태를 말합니다. 하중 제거 후에도 측정 정확도는 약간 저하될 뿐, 일반적으로 일정한 영점 이동이 발생합니다. 당사 제품은 정격 하중의 200%에서 300%까지의 안전 과부하 용량을 갖추고 있습니다.
- 극한 과부하: 이 임계치에 도달하면 센서는 구조적 무결성을 유지하지만, 전 하중 제거 시 측정 정확도가 저하되고 영점 이동이 크게 발생합니다. 당사 제품은 정격 하중의 300%에서 500%까지의 극한 과부하 용량을 제공합니다.
정격 하중 및 과부하 파라미터를 설계할 때 고객들은 감속기의 정격 출력 토크, 스타트-스톱 토크, 최대 순간 토크를 종합적으로 평가할 것을 권장합니다. 일반적으로 토크 센서의 정격 하중(측정 범위)은 정상 작동 시 출력 토크를 커버해야 합니다. 이상적으로는 정상 작동 중 최대 측정 하중이 전체 측정 범위의 약 70%를 차지하며, 안전 과부하 등급은 실제 상황에서 발생할 수 있는 최대 순간 토크를 커버해야 합니다. 이러한 기준에 따라 정격 하중을 지나치게 높이는 것은 센서의 신호 대 잡음비를 희생시키므로 권장되지 않습니다.
세 번째 지표는 정밀도이며, 특히 반복성 정밀도—동일한 하중을 반복 측정했을 때의 측정값 편차를 의미합니다. 당사 표준 제품은 이 지표를 0.3% F.S.(전 범위) 이내로 관리하고 있습니다.
네 번째 지표는 정확도로, 종종 정밀도와 혼동되는 용어입니다. 정확도는 측정값과 진짜값 간의 편차 정도를 나타내며, 주로 비선형성과 히스테리시스의 영향을 받습니다. 당사 제품의 합산 정확도는 1% F.S. 이내로 유지됩니다.
다섯 번째 지표는 편심 하중 내성으로, 센서가 토크 외의 하중을 받을 때의 성능을 설명합니다. 이러한 상황에서는 센서가 높은 강성을 유지하고 변형을 최소화해야 하며, 부정확한 출력(크로스토크)은 가능한 한 낮아야 합니다. 이 지표는 센서의 실제 적용 사례에 따라 결정되어야 합니다:
- 컵형 감속기용: 센서는 크로스 롤러 베어링을 통해 결합될 수 있으며, 이 베어링은 축방향 및 방사방향 하중과 하중 쪽에서 발생하는 굽힘 모멘트를 모두 견딥니다. 결과적으로 작동 시 센서에는 오직 토크만 작용하게 됩니다. 이러한 설계는 외부 하중으로 인한 크로스토크 간섭을 억제하여 토크 측정의 정확도를 보장하고 시스템 강성을 크게 높여주므로, 센서에 대한 엄격한 편심 하중 내성 요구사항은 불필요합니다.
- 모자형 감속기용: 이들은 유연한 휠 출력 또는 강성 휠 출력으로 유연한 설치를 지원합니다. 출력 구성에 관계없이 센서는 일반적으로 외륜을 감속기에 연결하고 내륜을 하중에 연결해 장착됩니다. 하중이 생성하는 굽힘 모멘트를 포함한 모든 하중이 센서를 통과하므로, 센서의 편심 하중 내성에 대한 엄격한 요구사항이 필요합니다.
위 다섯 가지 지표는 센서 설계의 기본 핵심을 형성합니다.
