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倍加福編碼器的分辨率與精度的資料分為哪些

更新時(shí)間： 2018-08-01　　點(diǎn)擊次數(shù)： 2663次

    倍加福編碼器的分辨率與精度的資料分為哪些
    可以用我們所用的倍加福編碼器時(shí)針的分辨率是小時(shí)，分針的分辨率是分，秒針的分辨率是秒，眼睛反應(yīng)快的，通過(guò)秒針在秒間的空格，我們甚至能分辨至約0.3秒，這是三針式機(jī)械指針手表都可以做到的；而精度是什么，就是每個(gè)手表對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的準(zhǔn)確性，這是每個(gè)手表都不同的，或者在使用的不同時(shí)間里都不同的（越走越快的或越走越慢的），大致在1秒至30秒之間。
    同樣的，在倍加福編碼器的使用中，分辨率與精度是*不同的兩個(gè)概念。
    倍加福編碼器的分辨率，是指編碼器可讀取并輸出的小角度變化，對(duì)應(yīng)的參數(shù)有：每轉(zhuǎn)刻線數(shù)（line）、每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）、小步距（Step）、位（Bit）等。
    倍加福編碼器的精度，是指編碼器輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)量的真實(shí)角度的準(zhǔn)確度，對(duì)應(yīng)的參數(shù)是角分（′）、角秒（″）。
    分辨率：線（line），就是編碼器的碼盤的光學(xué)刻線，如果編碼器是直接方波輸出的，它就是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）了（圖1）, 但如果是正余弦（sin/cos）信號(hào)輸出的，是可以通過(guò)信號(hào)模擬量變化電子細(xì)分，獲得更多的方波脈沖PPR輸出倍加福編碼器的方波輸出有A相與B相，A相與B相差1/4個(gè)脈沖周期，通過(guò)上升沿與下降沿的判斷，就可以獲得1/4脈沖周期的變化步距（4倍頻），這就是小測(cè)量步距（Step）了，所以，嚴(yán)格地講，小測(cè)量步距就是編碼器的分辨率。
    細(xì)分技術(shù)將電壓或電流式正余弦波信號(hào)分割轉(zhuǎn)換成為方波信號(hào)，可用于一般正余弦波信號(hào)輸出的傳感器
    細(xì)分電路對(duì)于A/B相波形量的變化，判斷出相位角，并再次分割出更細(xì)的方波脈沖輸出，同樣提供1/4周期差的A’/B’兩相和Z’相，A’/B’相可以繼續(xù)的4倍頻。
    事實(shí)上對(duì)于細(xì)分后的編碼器來(lái)說(shuō)，其細(xì)分前的刻線數(shù)很重要，而其細(xì)分前的系統(tǒng)精度更加重要，細(xì)分可以提高分辨率，但不能提高精度，甚至可能降低了精度。
    那么為什么我們有時(shí)候感到細(xì)分后，對(duì)于加工精度是提高的呢？
    這里有幾個(gè)因素：
    1．倍加福編碼器細(xì)分前，精度遠(yuǎn)優(yōu)于分辨率，細(xì)分后可以將精度用的更充分，例如前面介紹的ROD486，細(xì)分前3600刻線，分辨度（Step）步距為0.025度，按照±1步距來(lái)看，其使用精度僅達(dá)到0.05度，而精度為18角秒，細(xì)分后，在18角秒前，是可以提高精度的使用的，但如果細(xì)分倍數(shù)再高，其使用精度就無(wú)法越18角秒。
    2．目前大部分的運(yùn)動(dòng)控制是用速度環(huán)控制的，細(xì)分提高了分辨率，可以提高速度環(huán)的精度，帶來(lái)的終加工效果看，似乎也是精度提高了。
    高分辨率的倍加福編碼器，精度不一定就高，以某日系17位編碼器為例，其原始刻線為8位256線（如圖3），經(jīng)過(guò)多倍細(xì)分和A/B相4倍頻后，得到17位（約13萬(wàn)圓周分割度）的分辨率，折算角度分辨率為9.89角秒，可其并沒(méi)有提供精度參數(shù)，如以業(yè)內(nèi)精度較高的海德漢提供的方法推算，編碼器系統(tǒng)原始精度（誤差）為刻線（512）的1/20，細(xì)分誤差為原始刻線（512）的1%計(jì)算，得到的精度為152角秒—相當(dāng)于2.5角分，如此的精度，證實(shí)這樣的高分辨率編碼器主要是應(yīng)用于速度環(huán)的，對(duì)于定位的位置環(huán)，精度并不高。事實(shí)上對(duì)于細(xì)分后的編碼器來(lái)說(shuō)，其細(xì)分前的刻線數(shù)很重要，而其細(xì)分前的系統(tǒng)精度更加重要，細(xì)分可以提高分辨率，但不能提高精度，甚至可能降低了精度。
    綜上所述，影響倍加福編碼器精度的因素很多，編碼器的精度與分辨率相關(guān)的，僅僅是光學(xué)部分的刻線數(shù)，刻線數(shù)越多（越密），精度可能越高，但還要看其余的很多部分，都與分辨率無(wú)關(guān)。而刻線數(shù)密度，也是受材料與加工工藝及光學(xué)衍射的限制的，一般58毫米外徑工業(yè)編碼器的刻線數(shù)到10000線，更高的分辨率均由正余弦信號(hào)細(xì)分來(lái)完成的，其精度也就受到了一定的限制。

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