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倍加福編碼器的分辨率與精度的資料分為哪些

更新時間： 2018-08-01　　點擊次數： 2550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針的分辨率是小時，分針的分辨率是分，秒針的分辨率是秒，眼睛反應快的，通過秒針在秒間的空格，我們甚至能分辨至約0.3秒，這是三針式機械指針手表都可以做到的；而精度是什么，就是每個手表對標準時間的準確性，這是每個手表都不同的，或者在使用的不同時間里都不同的（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，對應的參數有：每轉刻線數（line）、每轉脈沖數（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數據對測量的真實角度的準確度，對應的參數是角分（′）、角秒（″）。
    分辨率：線（line），就是編碼器的碼盤的光學刻線，如果編碼器是直接方波輸出的，它就是每轉脈沖數（PPR）了（圖1）, 但如果是正余弦（sin/cos）信號輸出的，是可以通過信號模擬量變化電子細分，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個脈沖周期，通過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），這就是小測量步距（Step）了，所以，嚴格地講，小測量步距就是編碼器的分辨率。
    細分技術將電壓或電流式正余弦波信號分割轉換成為方波信號，可用于一般正余弦波信號輸出的傳感器
    細分電路對于A/B相波形量的變化，判斷出相位角，并再次分割出更細的方波脈沖輸出，同樣提供1/4周期差的A’/B’兩相和Z’相，A’/B’相可以繼續的4倍頻。
    事實上對于細分后的編碼器來說，其細分前的刻線數很重要，而其細分前的系統精度更加重要，細分可以提高分辨率，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候感到細分后，對于加工精度是提高的呢？
    這里有幾個因素：
    1．倍加福編碼器細分前，精度遠優于分辨率，細分后可以將精度用的更充分，例如前面介紹的ROD486，細分前3600刻線，分辨度（Step）步距為0.025度，按照±1步距來看，其使用精度僅達到0.05度，而精度為18角秒，細分后，在18角秒前，是可以提高精度的使用的，但如果細分倍數再高，其使用精度就無法越18角秒。
    2．目前大部分的運動控制是用速度環控制的，細分提高了分辨率，可以提高速度環的精度，帶來的終加工效果看，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），經過多倍細分和A/B相4倍頻后，得到17位（約13萬圓周分割度）的分辨率，折算角度分辨率為9.89角秒，可其并沒有提供精度參數，如以業內精度較高的海德漢提供的方法推算，編碼器系統原始精度（誤差）為刻線（512）的1/20，細分誤差為原始刻線（512）的1%計算，得到的精度為152角秒—相當于2.5角分，如此的精度，證實這樣的高分辨率編碼器主要是應用于速度環的，對于定位的位置環，精度并不高。事實上對于細分后的編碼器來說，其細分前的刻線數很重要，而其細分前的系統精度更加重要，細分可以提高分辨率，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的，僅僅是光學部分的刻線數，刻線數越多（越密），精度可能越高，但還要看其余的很多部分，都與分辨率無關。而刻線數密度，也是受材料與加工工藝及光學衍射的限制的，一般58毫米外徑工業編碼器的刻線數到10000線，更高的分辨率均由正余弦信號細分來完成的，其精度也就受到了一定的限制。

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