传感器位于何处
人形机器人是一串承载自重的电动执行器。每个关节都需要知道自身的位置、输出的转矩以及温度；足部与腕部需要知道接触点的力；电池需要知道电芯的温度。位置由编码器给出，姿态由惯性测量单元给出，二者都是自带处理能力的数字器件。其余则是经典的模拟测量：应变片桥路与电阻温度计，与称重系统或电机保护电路相同的物理原理，只是装进了小得多的空间。
转矩与力：应变片桥路
关节转矩传感器与六轴力/转矩传感器是弹性体，上面贴有应变片并接成惠斯通桥路。它们的输出与称重传感器一样标注：额定载荷下每伏激励电压对应的信号毫伏数。额定输出 2 mV/V、激励电压 5 V 的桥路在满量程时给出 10 mV，因此工作在额定转矩 30 % 的关节产生 3 mV，满量程的千分之一就是 10 µV。这就是放大器与转换器要装在传感器内部或紧邻传感器的原因：这样大小的信号无法穿过紧邻电机相线的运动线束。
称重传感器输出计算器可按任意额定输出、激励电压与载荷做这项计算。应变片桥路计算器再向前一步，从应变片的应变算到桥路输出；ADC 分辨率计算器则展示桥路之后的转换器能分辨到什么程度：在 18 位无噪声位数、增益 128 的条件下，对应 100 N 的 10 mV 桥路信号可分辨到约 0.0015 N。它一次只处理一个桥路。把力/转矩传感器六个分量分离并消除串扰的矩阵来自厂家的标定，不是通用计算器能够复现的。
转矩传感器的安装位置与它的量程同样重要。测在减速器输出侧，信号包含连杆实际输出的转矩；测在电机侧，减速器的摩擦与回程间隙就夹在传感器与载荷之间。
温度：绕组与电芯
电机绕组由嵌入定子的传感器保护，通常是 NTC 热敏电阻或 PT1000。两者都以电阻读取。常见的 10 kΩ、β = 3950 K 热敏电阻按 Beta 模型在 80 °C 时降至约 1270 Ω，在 100 °C 时降至 698 Ω；PT1000 在 120 °C 时读数为 1460.68 Ω。NTC 计算器与 PT100 / PT1000 计算器均可双向换算。
两者的选择部分取决于接线。在肢体内部，传感器通常以两根细导线连接，导线电阻会叠加到读数上。用 3 m 长的 0.205 mm²（AWG 24）铜线，两线制 PT1000 在 80 °C 时读数偏高约 0.13 °C；同样的导线接 PT100 则偏高约 1.3 °C，差十倍，因为它每摄氏度的电阻变化小十倍。RTD 引线误差计算器可按任意长度与导体显示这一误差。10 kΩ 热敏电阻对引线电阻更不敏感，代价是曲线强非线性，且器件之间的允差更宽。
电池包在电芯与母排上使用同样的 10 kΩ 热敏电阻。不同器件的 Beta 值不同（3435 K 与 3950 K 都常见），用错一个会使读数在偏离 25 °C 后偏移数度，因此应以所装器件的数据手册为准。
计算器无法告诉你的
以上数字都是传感器层级的换算。它们不涉及让这些测量在机器人中变得困难的动态问题：转矩回路的带宽、绕组与其传感器之间的热滞后、应变片桥路随温度的漂移，或编码器与惯性数据的融合。对于编码器、惯性单元、触觉皮肤与视觉，本站没有工具。
密封值得单独核查。标称 IP67 的执行器或连接器通过的是临时浸水试验，它本身并不包含 IP65 与 IP66 的喷水试验；防护等级解码器说明各等级各覆盖什么。
更新于 2026年10月11日