您当前的位置:五五电子网电子知识单元电路传感-检测-采集电路编码器的分辨率与精度(三) 正文
编码器的分辨率与精度(三)

编码器的分辨率与精度(三)

点击数:7696 次   录入时间:03-04 11:38:04   整理:http://www.55dianzi.com   传感-检测-采集电路

细分技术对分辨率与精度的影响

细分技术( Interpolation and Digitizing Electronics) ,将电压或电流式正余弦波信号分割转换成为方波信号,这种计算关系有专门的DSP电路与内置计算系统,可用于一般正余弦波信号输出的传感器

细分电路对于A/B相波形量的变化,判断出相位角,并再次分割出更细的方波脉冲输出,同样提供1/4周期差的A’/B’两相和Z’相,A’/B’相可以继续的4倍频。

 

五倍的细分示波器图:

 

事实上对于细分后的编码器来说,其细分前的刻线数很重要,而其细分前的系统精度更加重要,细分可以提高分辨率,但不能提高精度,甚至可能降低了精度。

那么为什么我们有时候感到细分后,对于加工精度是提高的呢?

这里有几个因素:

1.                细分前,精度远优于分辨率,细分后可以将精度用的更充分,例如前面介绍的ROD486,细分前3600刻线,分辨度(Step)步距为0.025度,按照±1步距来看,其使用精度仅达到0.05度,而精度为18角秒,细分后,在18角秒前,是可以提高精度的使用的,这样,给我们的感觉是,细分“提高了精度”。

       但如果细分倍数再高,其使用精度就无法超越18角秒。

2.                目前大部分的运动控制是用速度环控制的,细分提高了分辨率,是可以提高速度环的精度的(下篇讨论),带来的最终加工效果看,似乎也是精度提高了。这样,给我们同样的感觉是“细分提高了精度”。

 

需要说明的是,上面这里两种“细分提高了使用精度”是因为对于信号使用的问题,而非真正“提高了编码器精度”。

 

    高分辨率的编码器,精度不一定就高,以某日系17位编码器为例,其原始最高刻线为8256线(如图3),经过多倍细分和A/B4倍频后,得到17位(约13万圆周分割度)的分辨率,折算角度分辨率为9.89角秒,可其并没有提供精度参数,如以业内精度较高的海德汉提供的方法推算,编码器系统原始精度(误差)为刻线(256)的1/20,细分误差为原始刻线(256)的1%计算,得到的精度为152角秒相当于2.5角分,如此的精度,证实这样的高分辨率编码器主要是应用于速度环的,对于定位的位置环,精度并不高。

3 某日系17位编码器,256刻线细分至17位的码盘

 

    综上所述,影响编码器精度的因素很多,编码器的精度与分辨率相关的,仅仅是光学部分的刻线数,刻线数越多(越密),精度可能越高,但还要看其余的很多部分,都与分辨率无关。而刻线数密度,也是受材料与加工工艺及光学衍射的限制的,一般58毫米外径工业级编码器的刻线数最高到10000线,更高的分辨率均由正余弦信号细分来完成的,其精度也就受到了一定的限制。


本文关键字:编码器  分辨率  传感-检测-采集电路单元电路 - 传感-检测-采集电路