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浅谈伺服编码器的辨别率和精度

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媒介

 

众所周知,关于伺服控制体系都必要装备速率反应及地位反应的编码器,ag九游会在选择编码器时,不但要思索编码器的范例,还要思索编码器的接口、辨别率、精度、防护品级等方面,以满意用户的控制要求。尤其是编码器的辨别率和精度与活动控制有着亲密的联系,明天ag九游会就跟各人聊聊伺服编码器的辨别率和精度。

 

辨别率(resolution)

 

辨别率是指编码器每个计数单元之间发生的间隔,它是编码器可以丈量到的最小的间隔。

 

关于旋转编码器来说,辨别率一样平常界说为编码器旋转一圈所丈量的单元大概脉冲(如,PPR)。而关于直线编码器来说,辨别率每每被界说为两个量化单元之间发生的间隔,通常给定的单元是微米(μm)大概纳米(nm)。

 

相对值编码器辨别率一样平常被界说为位的情势,由于相对值编码器输入是基于编码器实践地位的二进制“字”。一位是一个二进制单元,如16位即是216,大概65536。因而,一个16位编码器每圈提供65536个量化单元。

 

精度(accuracy)

 

精度用于权衡正常状况下实践值和设定值之间可反复的均匀偏向的量值,关于旋转编码器来说,一样平常被界说为角秒大概角分,同时关于直线编码器来说精度一样平常为微米。

 

一个很紧张的必要留意的一点是,高的辨别率并不代表高的精度。比方,两个异样精度的旋转编码器,一个辨别率是3600 PPR, 而别的一个是10000 PPR。低辨别率的编码器(3600 PPR)可以提供 0.1°的丈量间隔,而高辨别率的编码器可以提供一个更小的丈量间隔,但二者的精度是相反的,高辨别率编码器仅仅是具有将0.1°减少到更小的增量间隔的才能。
 

欧信

编码器辨别率和精度是两个独立的观点,如上图所示,两个编码用具有相反的辨别率(24PPR)但具有差别的精度。

 

当ag九游会讨论精度的时分,一样平常还会触及到别的一个编码器的功能目标—“可反复性”。精度是指丈量值与真实值之间的靠近水平,不与尺度举行比力,精度就无从谈起。“可反复性”是指在内部形态稳定的状况下,重现相反后果的才能。某些状况下, “可反复性”大概比精度愈加紧张。这是由于,假如体系具有可反复性,那么可以经过赔偿取消失偏差。一样平常来说编码器的可反复性被界说为编码器精度的倍率,每每是5到10倍的编码器精度值。

 

 

下边ag九游会经过一幅图来感觉一下三者的干系:
 

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而ag九游会通常讨论精度的时分,每每将“精度”和“可反复性”二者合二为一,ag九游会每每以为精度更偏向于用“真实度”来表现。当ag九游会讨论精度时每每指的是“可反复性高的高精度”。

 

影响编码器辨别率的要素

 

 

 一个编码器的辨别率依赖于其编码器的刻线数(增量编码器)大概编码器码盘形式(相对值编码器)。一样平常来说,辨别率是一个牢固值,一旦编码器被制造出来就没措施再增长刻线数大概编码。但增量编码器可以经过信号细分来增长辨别率,比方,方波增量编码器(HTL/TTL)输入增量方波信号,经过每次记载每个增量通道(信号A)的上升沿和降落沿,可以进步两倍的编码器辨别率。如许当ag九游会记载两个通道(信号A和B)的上升沿和降落沿时,ag九游会可以进步四倍的编码器辨别率(4倍频),如下图所示。
 

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关于接纳sin/cos信号的编码器,绝对于方波信号,ag九游会可以经过θ来对电信号举行细分以提供更高的辨别率,如下图所示。
 

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影响编码器精度的要素

 

当编码器的线数和丈量单元确定当前,精度遭到这些刻线大概丈量单元的宽度和间距的影响,纷歧致的宽度大概间距会招致脉冲的偏差。同时,一些内部要素异样会影响编码器的精度。旋转编码器的精度次要取决以下几方面:

 

1)  径向光栅的偏向偏向

2)  刻线码盘绝对轴承的偏爱

3)  轴承径向偏向

4)  与联轴器的毗连招致的偏差

 

关于直线编码器来说,由于温度惹起的刻线和安置外表的扩张异样会影响编码器的精度,分歧的宽度和丈量间隙是影响增量编码器精度的要害要素。 

 

 

关于伺服电机编码器来说,辨别率与精度的干系十分容易让人殽杂。精度次要取决于编码器的制造工艺,而辨别率可以经过细分来进步,但不是说高的辨别率就代表编码器可以到达高的精度。比方:经过利用sin/cos增量信号,西门子伺服电机编码器可以将辨别率进步到高达24位(辨别率16777216),转换后编码器可以形貌的最小单元为0.07角秒,但其物理精度仅仅可以到达±40角秒,辨别率能提供的精度宏大于编码器的实践物理精度。
 

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但关于利用HTL大概TTL范例的西门子伺服电机编码器来说,辨别率只能进步4倍。如 1024 SR大概2048 SR范例编码器,可提供的最高辨别率为 4096 大概 8192,转换后编码器可以形貌的最小单元为 5.27角分大概 2.63角分,但其物理精度可以提供到达±1角分, 辨别率提供的精度小于编码器的实践物理精度。
 

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文章泉源:西祖传动

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