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    倍加福编码器的分辨率与精度的资料分为哪些

    发布时间: 2018-08-01  点击次数: 1496次

        倍加福编码器的分辨率与精度的资料分为哪些
        可以用我们所用的倍加福编码器时针的分辨率是小时,分针的分辨率是分,秒针的分辨率是秒,眼睛反应快的,通过秒针在秒间的空格,我们甚至能分辨至约0.3秒,这是三针式机械指针手表都可以做到的;而精度是什么,就是每个手表对标准时间的准确性,这是每个手表都不同的,或者在使用的不同时间里都不同的(越走越快的或越走越慢的),大致在1秒至30秒之间。
        同样的,在倍加福编码器的使用中,分辨率与精度是*不同的两个概念。
        倍加福编码器的分辨率,是指编码器可读取并输出的小角度变化,对应的参数有:每转刻线数(line)、每转脉冲数(PPR)、小步距(Step)、位(Bit)等。
        倍加福编码器的精度,是指编码器输出的信号数据对测量的真实角度的准确度,对应的参数是角分(′)、角秒(″)。
        分辨率:线(line),就是编码器的码盘的光学刻线,如果编码器是直接方波输出的,它就是每转脉冲数(PPR)了(图1), 但如果是正余弦(sin/cos)信号输出的,是可以通过信号模拟量变化电子细分,获得更多的方波脉冲PPR输出倍加福编码器的方波输出有A相与B相,A相与B相差1/4个脉冲周期,通过上升沿与下降沿的判断,就可以获得1/4脉冲周期的变化步距(4倍频),这就是小测量步距(Step)了,所以,严格地讲,小测量步距就是编码器的分辨率。
        细分技术将电压或电流式正余弦波信号分割转换成为方波信号,可用于一般正余弦波信号输出的传感器
        细分电路对于A/B相波形量的变化,判断出相位角,并再次分割出更细的方波脉冲输出,同样提供1/4周期差的A’/B’两相和Z’相,A’/B’相可以继续的4倍频。
        事实上对于细分后的编码器来说,其细分前的刻线数很重要,而其细分前的系统精度更加重要,细分可以提高分辨率,但不能提高精度,甚至可能降低了精度。
        那么为什么我们有时候感到细分后,对于加工精度是提高的呢?
        这里有几个因素:
        1. 倍加福编码器细分前,精度远优于分辨率,细分后可以将精度用的更充分,例如前面介绍的ROD486,细分前3600刻线,分辨度(Step)步距为0.025度,按照±1步距来看,其使用精度仅达到0.05度,而精度为18角秒,细分后,在18角秒前,是可以提高精度的使用的,但如果细分倍数再高,其使用精度就无法越18角秒。
        2. 目前大部分的运动控制是用速度环控制的,细分提高了分辨率,可以提高速度环的精度,带来的终加工效果看,似乎也是精度提高了。
        高分辨率的倍加福编码器,精度不一定就高,以某日系17位编码器为例,其原始刻线为8位256线(如图3),经过多倍细分和A/B相4倍频后,得到17位(约13万圆周分割度)的分辨率,折算角度分辨率为9.89角秒,可其并没有提供精度参数,如以业内精度较高的海德汉提供的方法推算,编码器系统原始精度(误差)为刻线(512)的1/20,细分误差为原始刻线(512)的1%计算,得到的精度为152角秒—相当于2.5角分,如此的精度,证实这样的高分辨率编码器主要是应用于速度环的,对于定位的位置环,精度并不高。事实上对于细分后的编码器来说,其细分前的刻线数很重要,而其细分前的系统精度更加重要,细分可以提高分辨率,但不能提高精度,甚至可能降低了精度。
        综上所述,影响倍加福编码器精度的因素很多,编码器的精度与分辨率相关的,仅仅是光学部分的刻线数,刻线数越多(越密),精度可能越高,但还要看其余的很多部分,都与分辨率无关。而刻线数密度,也是受材料与加工工艺及光学衍射的限制的,一般58毫米外径工业编码器的刻线数到10000线,更高的分辨率均由正余弦信号细分来完成的,其精度也就受到了一定的限制。

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