怎样选编码器的精度和分(fēn)辨率
“精度”是用(yòng)来描述物(wù)理(lǐ)量的准确程度,其反应的是测量值与真实值之间的误差,而“分(fēn)辨率”是用(yòng)来描述刻度划分(fēn)的,其反应的是数值读取过程中所能(néng)读取的最小(xiǎo)变化值。简比喻:一把常见的量程為(wèi)10厘米的刻度尺,上面有(yǒu)100个刻度,最小(xiǎo)能(néng)读出1毫米的有(yǒu)效值。那么我们就说这把尺子的分(fēn)辨率是1毫米,他(tā)只能(néng)1、2、3、4……100这样读值;而它的实际精度就不得而知了,因為(wèi)用(yòng)这把尺读出来的2毫米,我们并不知道他(tā)与真实绝对的2毫米之间的误差值。而当我们用(yòng)火来烤一下它,并且把它拉長(cháng)一段,然后再考察一下它。我们不难发现,它还有(yǒu)100个刻度,因而它的“分(fēn)辨率”还是1毫米,跟原来一样!然而,它的精度显然已经改变了。
对于编码器来说,“分(fēn)辨率”除了与刻線(xiàn)数有(yǒu)关外,还会因電(diàn)气</a>信号方面的影响而改变,它是可(kě)调的,可(kě)控的,它可(kě)以随着对信号的细分(fēn)而改变,细分(fēn)倍数越高,分(fēn)辨率越小(xiǎo),但是细分(fēn)倍数越高,引入加大的误差就越大。而精度,更多(duō)的偏向于机械方面,一个产品生产出来后,他(tā)的精度基本已经固定(有(yǒu)些高精度的产品可(kě)以对信号进行补偿等来提高精度),这个数值是通过检测出来的,它与产品的做工,材料等综合性能(néng)息息相关,我们难以通过计算来得出一个具體(tǐ)的数值作為(wèi)精度的依据,大多(duō)只能(néng)在使用(yòng)的过程当中判断出精度的好坏来。
例如,对于13bit的,其码盘上的绝对位置数為(wèi):8192,则:计算出的分(fēn)辨率為(wèi)158角秒(miǎo),也就是说,在读取数值的时候,要求数值间的跳动是158角秒(miǎo),如果要读取的第一个数值是0,则第二个读取的数值要大于158,若要小(xiǎo)于158,则我们需要选取更小(xiǎo)的分(fēn)辨率。当要读取158这个数值的时候,由于误差的存在,并不可(kě)能(néng)得到绝对的158秒(miǎo),编码器所读取出来的158秒(miǎo)与绝对真实158秒(miǎo)之间的误差,就取决于精度了。所以说,精度,是在分(fēn)辨率的基础上来谈的。
而并非越细分(fēn)得到小(xiǎo)的分(fēn)辨率就越好,因為(wèi)细分(fēn)会引入误差和扩大误差,过度的细分(fēn)将无法保证精度!需要多(duō)少倍的细分(fēn),能(néng)做到多(duō)少倍的细分(fēn),前提必须是在保证精度的基础上进行的,因為(wèi)精度在使用(yòng)前的不可(kě)见性而高倍细分(fēn)是不负责任的。码盘质量越高,刻線(xiàn)越好,信号质量信号越好,细分(fēn)后产生的误差就越小(xiǎo),这受到一台编码器综合性能(néng)的影响,这也就是為(wèi)什么会在相同的参数下,会有(yǒu)不同品牌,不同价位编码器的一个原因。
例如,我们要读取的数值為(wèi)1、2、4、7、8,我至少要选择1个单位的分(fēn)辨率,选择2个单位的分(fēn)辨率是显然不行的,因為(wèi)我们读出了1这个数值,则2是读不出来的,在选择1个单位分(fēn)辨率的基础上,我们读出来的1与真实绝对的1的误差就是精度。机床上的数控系统对于直光栅是有(yǒu)分(fēn)辨率的设定的,需要读取的数值间隔小(xiǎo)于分(fēn)辨率,机床就有(yǒu)可(kě)能(néng)会抖动或出错等。
对于绝对式带增量信号编码器,能(néng)够精确的保持串行传输的绝对位置值与增量值同步,绝对值确切的对应一个增量信号,位置值一定在一个增量信号的正弦周期之内。如13位绝对式,带512線(xiàn)的增量信号,绝对位置间隔158秒(miǎo),若要读取两个码盘位置中间的一个位置是不合适的,但是,我们可(kě)以通过对其所带的1Vpp增量信号进行细分(fēn),如细分(fēn)100倍,则相当于在两个绝对位置之间又(yòu)引入了几个细分(fēn)后的位置,我们可(kě)以在绝对位置值的基础上,通过计算细分(fēn)后的增量脉冲数而读取两个绝对位置之间的一个位置值,如:512線(xiàn)细分(fēn)100倍,绝对位置1数值是0,绝对位置2数值是158,则读取这两个位置间的位置可(kě)以在位置1:数值0的基础上多(duō)出一个脉冲则是25,两个则是25x2=50……但是,带增量信号的绝对式编码器本身是不带细分(fēn)的,这就要求用(yòng)户能(néng)自行的对增量信号进行细分(fēn)处理(lǐ)。
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