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影響旋轉(zhuǎn)編碼器的精度和分辨率有哪些因素?

2021-11-04

  “精度”和分辨率是衡量旋轉(zhuǎn)編碼器質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)之一。大家都知道,描述物理量的準(zhǔn)確程度可以用“精度”表達(dá),精度反應(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小變化值。在編碼器領(lǐng)域,“分辨率”除了與刻線數(shù)有關(guān)外,還會隨著電氣信號的改變而改變,它是可調(diào)可控的,它可以隨著對信號的細(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,一個產(chǎn)品在生產(chǎn)完成的那一刻,它的精度基本已經(jīng)固定(有些高精度的產(chǎn)品可以對信號進(jìn)行補(bǔ)償?shù)葋硖岣邷y量精度),這個數(shù)值是通過檢測出來的,它與產(chǎn)品的加工工藝,材料等多方面因素息息相關(guān),我們難以通過計(jì)算來得出一個具體的數(shù)值作為精度的依據(jù),大多只能在實(shí)際使用的過程當(dāng)中判斷出精度的準(zhǔn)確與否。

  旋轉(zhuǎn)編碼器的線數(shù)和測量單位確定以后,精度受到這些刻線或者測量單位的寬度和間距的影響,不一致的寬度或者間距會導(dǎo)致脈沖的誤差。同時,一些外部因素同樣會影響旋轉(zhuǎn)編碼器的精度。

  旋轉(zhuǎn)編碼器的精度主要取決以下幾方面:

  1、徑向光柵的方向偏差

  2、刻線碼盤相對軸承的偏心

  3、軸承徑向偏差

  4、與聯(lián)軸器的連接所造成的誤差

  對于伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)編碼器來說,分辨率和精度之間的關(guān)系非常混亂。精度主要取決于編碼器的制造工藝,通過細(xì)分可以提高分辨率,但分辨率高并不意味著編碼器就能達(dá)到高精度。

  對于增量式編碼器來說,由于溫度引起的刻線和安裝表面的擴(kuò)張同樣會影響編碼器的精度。均勻?qū)挾群蜏y量間隙是影響增量式編碼器精度的關(guān)鍵因素。

  旋轉(zhuǎn)增量式編碼器的分辨率主要依賴于其編碼器的刻線數(shù)(增量式編碼器)或者使用編碼器碼盤模式。一般來說,分辨率是一個固定值,一旦編碼器被制造出來就沒辦法再增加刻線數(shù)或者編碼。但是增量式編碼器可以通過信號細(xì)分來增加分辨率,例如,方波增量編碼器(HTL/TTL)輸出增量方波信號,通過每次活動記錄分析每個增量通道(信號A)的上升沿和下降沿,可以有效提高兩倍的編碼器分辨率。這樣當(dāng)我們記錄兩個通道(信號A和B)的上升沿和下降沿時,我們可以提高四倍的編碼器分辨率(4倍頻)對于采用sin/cos信號的編碼器,相對于方波信號,我們可以通過θ來對電信號進(jìn)行細(xì)分以提供更多更高的分辨率。

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