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影响编码器精度分辨率的因素有哪些?

作者:小时 浏览:60 发表时间:2020-11-25 10:43:52 来源:互联网

影响编码器精度分辨率的因素有哪些?

电机伺服控制系统都需要配备速度反馈及位置反馈的编码器,我们在选择编码器时,不仅要考虑编码器的类型,还要考虑编码器的接口、分辨率、精度、防护等级等方面,以满足用户的控制要求。尤其是编码器的分辨率和精度与运动控制有着密切的联系,今天我们就跟大家聊聊伺服编码器影响编码器精度分辨率的因素有哪些?

编码器分辨率( resolution )分辨率是编码器各计数单位之间产生的距离,是编码器可测量的最小距离。

对于旋转编码器,分辨率通常被定义为编码器旋转一周所测量的单位或脉冲(例如,PPR )。 对于线性编码器,分辨率通常被定义为在两个量化单元之间产生的距离,并且预定单元通常为微米( μm )或纳米( nm )。

绝对值编码器的分辨率一般定义为位的形式。 因为绝对值编码器的输出是基于编码器实际位置的二进制“字”。 1位是16位等于216或65536的二进制单位。因此16位编码器每转提供65536个量化单元。

影响编码器精度分辨率的主要因素是什么?

精度用于测量通常的实际值和设定值之间可重复的平均偏差的大小。对于旋转编码器,通常定义为角秒或角分,对于线性编码器,精度通常为微米。

重要的一点是,高分辨率并不意味着高精度。 例如,精度相同的两个旋转编码器,一个分辨率为3600 PPR,另一个为10000 PPR。 低分辨率编码器( 3600 PPR )可以提供0.1°的测量距离,而高分辨率编码器可以提供更小的测量距离,两者的精度相同,高分辨率编码器只能将0.1°缩小到更小的增量距离

编码器的分辨率和精度是两个独立的概念,如图所示,两个编码器具有相同的分辨率( 24PPR ),但具有不同的精度。

影响编码器精度分辨率的主要因素是什么?

研究精度时,一般也会提到其他编码器的性能指标“再现性”。 精度是测量值与真值接近的程度,如果不与基准进行比较,就不能说精度。 “再现性”是指在不改变外部状态的情况下再现相同结果的能力。 在某些情况下,“重复性”比精度更重要。 这是因为如果系统具有再现性,就可以通过补偿消除误差。 一般来说,编码器的再现性被定义为编码器精度的倍率,通常是5~10倍的编码器精度值。

接下来是一张图,感受三者的关系。

我们通常认为在研究精度时,往往将“精度”和“再现性”都放在一起,精度倾向于用“真实度”来表现。 讨论精度时多指“再现性高的高精度”。

影响编码器精度分辨率的主要因素是什么?

一个编码器的分辨率取决于该编码器的刻线数(增量编码器)或编码器编码盘模式(绝对值编码器)。 一般来说,分辨率是固定值,如果编码器被制造,则不能增加划线数和编码。 但是,增量编码器可以通过信号细分提高分辨率。 例如,方波增量编码器( HTL/TTL )输出增量方波信号,每次记录各增量信道(信号a )的上升沿和下降沿时,都以两倍的编码方式输出2信道(信号a和

影响编码器精度分辨率的主要因素是什么?

采用sin/cos信号的编码器,对于方波信号,如下图所示,可以用θ细分电信号,提供更高的分辨率。

影响编码器精度分辨率的主要因素是什么?

编码器的线数和测量单位确定后,精度会受到这些刻线或测量单位的宽度和间距的影响,不一致的宽度或间距会导致脉冲的误差。 另外,一些外部因素也会影响编码器的精度。 旋转编码器的精度主要取决于以下几点。

1 )径向光栅的方向偏差

2 )刻线代码盘相对于轴承的偏心

3 )轴承的径向偏差

4 )与联轴器连接引起的误差

对于线性编码器来说,温度引起的划线与安装面的扩展一样会影响编码器的精度,一致的宽度和测量间隙是影响增量编码器精度的重要因素。

伺服时对电机编码器来说,分辨率和精度的关系非常容易混淆。 精度主要取决于编码器的制造过程,分辨率通过细分提高,但高分辨率并不意味着编码器可以达到高精度。 例如,通过使用sin/cos增量信号,西门子伺服电动机编码器可以将分辨率提高到最多24位(分辨率16777216 ),转换后编码器能够记述的最小单位是0.07角秒,但物理精度分辨率能提供的精度远大于编码器的实际物理精度。

影响编码器精度分辨率的因素有哪些?

但是对于使用HTL或者TTL类型的西门子伺服电机编码器来说,分辨率只能提高4倍。如 1024 SR或者2048 SR类型编码器,可提供的最高分辨率为 4096 或者 8192,转换后编码器可以描述的最小单位为 5.27角分或者 2.63角分,但是其物理精度可以提供达到±1角分, 分辨率提供的精度小于编码器的实际物理精度。


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