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编码器的分辨率与精度(一)

编码器的分辨率与精度(一)

点击数:7244 次   录入时间:03-04 12:01:37   整理:http://www.55dianzi.com   传感-检测-采集电路

   关于传感器的分辨率与精度的理解,可以用我们所用的机械三指针式手表打这样一个比喻:时针的分辨率是小时,分针的分辨率是分,秒针的分辨率是秒,眼睛反应快的,通过秒针在秒间的空格,我们甚至能分辨至约0.3秒,这是三针式机械指针手表都可以做到的;而精度是什么,就是每个手表对标准时间的准确性,这是每个手表都不同的,或者在使用的不同时间里都不同的(越走越快的或越走越慢的),大致在1秒至30秒之间。

  

      同样的,在旋转编码器的使用中,分辨率与精度是完全不同的两个概念。

   编码器的分辨率,是指编码器可读取并输出的最小角度变化,对应的参数有:每转刻线数(line)、每转脉冲数(PPR)、最小步距(Step)、位(Bit)等。

     编码器的精度,是指编码器输出的信号数据对测量的真实角度的准确度,对应的参数是角分()、角秒()。

 

分辨率:线(line),就是编码器的码盘的光学刻线,如果编码器是直接方波输出的,它就是每转脉冲数(PPR)了(图1, 但如果是正余弦(sin/cos)信号输出的,是可以通过信号模拟量变化电子细分,获得更多的方波脉冲PPR输出(图2),编码器的方波输出有A相与B相,相当于人的左右眼睛(“相”字边旁有个“目”),A相与B相差1/4个脉冲周期,可以判断旋转方向(反过来就是3/4周期),也可以通过上升沿与下降沿的判断,就可以获得1/4脉冲周期的变化步距(4倍频),这就是最小测量步距(Step)了,所以,严格地讲,最小测量步距就是编码器的分辨率。

正余弦信号sincos,可通过变化量与相位角细分

 

    例如,德国Heidenhain的ROD4263600线编码器,方波输出,就是3600ppr,脉冲周期0.1度,通过AB4倍频后,可获得0.025度的测量步距;而其提供的精度参数为18角秒(0.005度)。

    如果是 ROD4863600线的正余弦信号输出,可进行25倍的电子细分,获得90000的脉冲(ppr),0.004度的脉冲周期,通过A/B相的四倍频,可获得0.001度最小测量步距的分辨率,而其原始编码器的精度为18角秒(0.005度,不含细分误差)。

    在以通讯数据输出型的编码器或绝对值编码器,其输出的分辨率是以多少“位”来表达,即2的幂次方的圆周分割度。

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