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怎樣選編碼器的精度和分辨率

文章出處:漢德保(HDB MOTOR)電機(jī) 人氣:2137發(fā)表時(shí)間:2022-04-29

“精度”是用來描述物理量的準(zhǔn)確程度,其反應(yīng)的是測量值與真實(shí)值之間的誤差,而“分辨率”是用來描述刻度劃分的,其反應(yīng)的是數(shù)值讀取過程中所能讀取的最小變化值。簡比喻:一把常見的量程為10厘米的刻度尺,上面有100個(gè)刻度,最小能讀出1毫米的有效值。那么我們就說這把尺子的分辨率是1毫米,他只能1、2、34……100這樣讀值;而它的實(shí)際精度就不得而知了,因?yàn)橛眠@把尺讀出來的2毫米,我們并不知道他與真實(shí)絕對的2毫米之間的誤差值。而當(dāng)我們用火來烤一下它,并且把它拉長一段,然后再考察一下它。我們不難發(fā)現(xiàn),它還有100個(gè)刻度,因而它的“分辨率”還是1毫米,跟原來一樣!然而,它的精度顯然已經(jīng)改變了。

對于編碼器來說,“分辨率”除了與刻線數(shù)有關(guān)外,還會(huì)因電氣</a>信號(hào)方面的影響而改變,它是可調(diào)的,可控的,它可以隨著對信號(hào)的細(xì)分而改變,細(xì)分倍數(shù)越高,分辨率越小,但是細(xì)分倍數(shù)越高,引入加大的誤差就越大。而精度,更多的偏向于機(jī)械方面,一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)出來后,他的精度基本已經(jīng)固定(有些高精度的產(chǎn)品可以對信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)葋硖岣呔龋@個(gè)數(shù)值是通過檢測出來的,它與產(chǎn)品的做工,材料等綜合性能息息相關(guān),我們難以通過計(jì)算來得出一個(gè)具體的數(shù)值作為精度的依據(jù),大多只能在使用的過程當(dāng)中判斷出精度的好壞來。

例如,對于13bit的,其碼盤上的絕對位置數(shù)為:8192,則:計(jì)算出的分辨率為158角秒,也就是說,在讀取數(shù)值的時(shí)候,要求數(shù)值間的跳動(dòng)是158角秒,如果要讀取的第一個(gè)數(shù)值是0,則第二個(gè)讀取的數(shù)值要大于158,若要小于158,則我們需要選取更小的分辨率。當(dāng)要讀取158這個(gè)數(shù)值的時(shí)候,由于誤差的存在,并不可能得到絕對的158秒,編碼器所讀取出來的158秒與絕對真實(shí)158秒之間的誤差,就取決于精度了。所以說,精度,是在分辨率的基礎(chǔ)上來談的。

而并非越細(xì)分得到小的分辨率就越好,因?yàn)榧?xì)分會(huì)引入誤差和擴(kuò)大誤差,過度的細(xì)分將無法保證精度!需要多少倍的細(xì)分,能做到多少倍的細(xì)分,前提必須是在保證精度的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,因?yàn)榫仍谑褂们暗牟豢梢娦远弑都?xì)分是不負(fù)責(zé)任的。碼盤質(zhì)量越高,刻線越好,信號(hào)質(zhì)量信號(hào)越好,細(xì)分后產(chǎn)生的誤差就越小,這受到一臺(tái)編碼器綜合性能的影響,這也就是為什么會(huì)在相同的參數(shù)下,會(huì)有不同品牌,不同價(jià)位編碼器的一個(gè)原因。

例如,我們要讀取的數(shù)值為12、478,我至少要選擇1個(gè)單位的分辨率,選擇2個(gè)單位的分辨率是顯然不行的,因?yàn)槲覀冏x出了1這個(gè)數(shù)值,則2是讀不出來的,在選擇1個(gè)單位分辨率的基礎(chǔ)上,我們讀出來的1與真實(shí)絕對的1的誤差就是精度。機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)對于直光柵是有分辨率的設(shè)定的,需要讀取的數(shù)值間隔小于分辨率,機(jī)床就有可能會(huì)抖動(dòng)或出錯(cuò)等。

對于絕對式帶增量信號(hào)編碼器,能夠精確的保持串行傳輸?shù)慕^對位置值與增量值同步,絕對值確切的對應(yīng)一個(gè)增量信號(hào),位置值一定在一個(gè)增量信號(hào)的正弦周期之內(nèi)。如13位絕對式,帶512線的增量信號(hào),絕對位置間隔158秒,若要讀取兩個(gè)碼盤位置中間的一個(gè)位置是不合適的,但是,我們可以通過對其所帶的1Vpp增量信號(hào)進(jìn)行細(xì)分,如細(xì)分100倍,則相當(dāng)于在兩個(gè)絕對位置之間又引入了幾個(gè)細(xì)分后的位置,我們可以在絕對位置值的基礎(chǔ)上,通過計(jì)算細(xì)分后的增量脈沖數(shù)而讀取兩個(gè)絕對位置之間的一個(gè)位置值,如:512線細(xì)分100倍,絕對位置1數(shù)值是0,絕對位置2數(shù)值是158,則讀取這兩個(gè)位置間的位置可以在位置1:數(shù)值0的基礎(chǔ)上多出一個(gè)脈沖則是25,兩個(gè)則是25x2=50……但是,帶增量信號(hào)的絕對式編碼器本身是不帶細(xì)分的,這就要求用戶能自行的對增量信號(hào)進(jìn)行細(xì)分處理。

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