由 Tyto Robotics 团队撰写
每年都有客户在尝试自行制作动力测试台以测试其电机和螺旋桨的特性后，来寻求我们的帮助。
尽管一些客户表示他们实现了目标，但许多人也提到，投入的资源并不值得，因为他们偏离了项目的初衷。
如果您正在考虑是自行制作还是购买动力测试台，我们建议您阅读本文。它可能会揭示一些您尚未考虑到的因素，例如：
| • 电磁干扰问题 | • 安全与机械测试 |
| • 选择合适的测力传感器 | • 共轴测试 |
| • 校准与验证 | • 设计紧凑型解决方案 |
| • 开发软件 | • 测量不精确 |
| • 数据处理 |
这个行业竞争异常激烈，我们深知上市时间至关重要。我们的测试台通常都有现货，因此您可以在下单后几天内开始测试。
如果您正在不同型号的动力测试台之间做出选择，请查看我们对最佳无人机动力测试台的深入对比。
（请注意，本文涉及的是专业无人机组装和测试台。）
图 1：早期动力测试台原型与较新的 Flight Stand 15
1. 电磁干扰问题
电机会产生大量电磁干扰，这往往会在测量中引入噪声，并可能导致 USB 数据记录器崩溃（这是我们通过研发发现的）。这些问题很难识别，因此最好尽早仔细设计并模拟电气连接。需要预留时间来诊断电磁干扰问题，并咨询具备电力电子、电磁干扰和接地专业知识的电子工程师。
2. 选择合适的测力传感器
根据我们的研究，很难找到具有合适推力/扭矩比例的商用多轴测力传感器（可同时测量扭矩和推力）。这意味着通常其中一项测量值将无法充分利用测力传感器的满量程，从而导致精度降低。此外，我们的测力传感器旨在尽量减少对气流的阻碍，同时保持最小厚度，以便测试共轴系统。市售的测力传感器不会具备这种专业性。
3. 校准与验证
找到合适的测力传感器仅仅是个开始，随后还需要设计校准方法并验证校准结果，这又是一项额外的工作。 对于动力系统测试，推力和扭矩永远不会单独出现；因此，将测力传感器校准至尽可能接近实际运行状态非常重要，这意味着需要同时校准推力和扭矩，并在生成多项式时考虑串扰。 如果没有校准设备，在连续使用数小时后也无法对其进行重新校准。这就是为什么我们对所有测力传感器进行内部校准，并为客户提供每年对力测量单元进行重新校准的选项。
4. 开发软件
当我们开发新一代测试设备时，重新设计软件所花费的时间与重新设计硬件一样长。软件的复杂程度取决于您想要的功能，但控制测试台和数据记录是您所需的最基本功能。
Flight Stand 软件（图 2）可通过手动或自动测试控制测试台，在可自定义的图表中显示实时数据，存储并显示保存的数据，为数据导出做好准备，并提供许多用于数据处理的其他功能（见第 5 部分）。此外，它还能以 1,000 Hz 的采样率同时完成所有这些操作。
图 2：Flight Stand 软件的图形用户界面
5. 数据处理
除了记录数据外，数据的处理方式也会对您的工作量产生很大影响。我们在软件中添加了几个数据处理功能，以简化数据处理和分析：
- 添加低通滤波器选项以平滑数据
- 以不同频率对数据进行重采样
- 动力系统映射
这些功能需要时间编程，但能为用户节省时间，并且非常实用。
6. 安全与机械测试
设计测试台时，一些意想不到的挑战包括识别测试台的共振频率以及寻找限制振动的方法。如果不了解共振频率，就更容易损坏测试台和动力系统。在处理振动时，稳定性与测量精度之间始终存在权衡，找到最佳平衡点可能具有挑战性。
7. 共轴测试配置
在掌握单旋翼测试设置后，您可能会希望测试共轴或偏移配置的双电机。面对面的螺旋桨配置相对简单，但许多四旋翼无人机所采用的背靠背配置则更具挑战性。要让旋翼彼此足够接近，需要仔细的设计和规划。使用我们的 Flight Stand 15/50（图 3），共轴测试台可以在仅 9 mm 的间距下安全地以背靠背配置运行，电机之间的间距约为 150 mm。
延伸阅读：最佳无人机共轴配置（测试版）
图 3：背靠背共轴配置下的 Flight Stand 50
8. 设计紧凑型解决方案，最大限度减少气流干扰
另一个需要大量开发时间的工作是设计紧凑型测试解决方案。如果测试台本身与螺旋桨产生的大量气流发生过多相互作用，就会影响您的读数。构建一个既紧凑又不牺牲稳定性的解决方案是一项耗时的工作。
我们在重新设计测试台时，首要任务之一就是采用紧凑型设计，使其对气流的干扰不大于或仅略大于电机本身。
9. 测量不精确导致性能低于预期
这是所有无人机制造商都害怕的后果：您根据认为可靠的数据制造了一架飞机，现在却面临原型机性能低于预期/承诺的情况。
我们的测试台误差率小于 0.5%，因此您可以确信结果高度准确。只需询问 Inspired Flight 的 Marc Stollmeyer 即可。
结论
我们的测试台可能并不总是符合您的项目要求，但我们希望在您阅读本文后，能够掌握相关知识，从而明智地决定是自行制作还是购买测试台最适合您的项目。
如果您想使用可靠的专业测试台来获得值得信赖的结果，我们邀请您进一步了解我们的产品：
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