测控系统中电机控制模块向电机驱动器发出指令，驱动电机加载相应的扭矩，使轴系传递指定的扭矩，仪器和扭矩校准器中的扭矩传感器同步承受扭矩。加载过程中，仪器和扭矩校准器中的扭矩传感器输出的频率信号被送至数据采集模块，采集仪器中扭矩传感器采集的信号并验证为原始测量值。扭矩校准器采集的信号作为机器人减速器输入输出扭矩的标准值，作为参考值。将同步采集的参考值与原始测量值进行比较，可得到校准过程中的误差。数据处理模块利用得到的误差拟合补偿曲线。此步骤采用BP神经网络实现。在被测减速器测量过程中，采用该补偿模型对扭矩信号进行误差修正，最后输出并显示误差补偿后的扭矩数据，作为最终测量值。

　　测量方法的测试与验证

　　按照设计中描述的方法，根据立式仪器的结构特点，搭建了扭矩校准系统。，在仪器扭矩传感器校准实验中，扭矩校准器放置在测试站，按照第4节中扭矩校准的方法进行规划的校准实验步骤。仪器中的电机按顺时针或逆时针分步施加扭矩，记录输出扭矩，并利用BP神经网络在扭矩范围内补偿至要求的测量值。采用第4节中的方法，误差曲线。

　　TMMOSR输出扭矩的误差拟合曲线

　　采用中国计量科学研究院认定的更高精度扭矩来验证仪器附加扭矩的补偿效果，确定TMMISR和TMMOSR的扭矩输出精度。TMMISR的扭矩测量范围为±50 Nm，TMMOSR的扭矩测量范围为±2000 Nm，正负号代表力的方向为顺时针或逆时针。在每个范围内选取50个采样点进行比较分析。图11给出了一组TMMOSR输出扭矩与标准扭矩误差补偿前后的对比结果。

　　补偿前后扭矩测量系统的误差

　　试验结果表明，最大误差为1.8 Nm，占整个测量范围的0.09%，通过重复实验、选择其他采样点等10组验证，该仪器的扭矩测量精度可达满量程的0.1%。

　　结论

　　本文提出了一种扭矩测量系统，用于测量工业机器人高精度减速器的输入和输出扭矩。扭矩传感器位于机器人减速器附近，以确保最短的测量链。通过结构优化，整体刚度得到提高。

　　对称结构，圆柱形测量模块和圆盘支撑，简化了变形模型，易于进行误差补偿。通过介绍扭矩测量误差的主要影响因素并分析扭矩测量误差的两个主要部分，分析了扭矩测量误差的特点。为了校准和误差补偿，设计了扭矩校准器来校准扭矩测量系统中的扭矩传感器。使用 BP 神经网络来补偿扭矩测量误差。验证误差补偿模型有效性的实验结果表明，扭矩测量系统的精度达到满量程的 0.1%。

　　此外，大多数扭矩测量误差都得到了补偿。所有的设计和校准方法确保该仪器比其他常见的测试仪器具有更高的性能。