编码器分辨率、精度和重复精度的区别
分辨率是编码器能够检测的单位运动,对于直线和旋转编码器有所不同。哪些算高分辨率、中分辨率和低分辨率呢?选择分辨率时要选择高于应用中的分辨率,因为后面会讲到精度和重复精度。
对于直线编码器
高分辨率:低于100 nm
中分辨率:200 nm -10 µm
低分辨率:高于50 µm
对于旋转编码器:
高分辨率:高于18位
中分辨率:13位 -17位
低分辨率:低于12位
精度是输出值与真实值之间的差距。即实际位置与编码器检测位置之间的差异。
即,高分辨率并不自动代表具有高精度,可以简单理解为没关系。
重复精度是在同一个实际位置取得的不同测量值之间的误差。重复精度会随着使用的老化和环境发生变化,很多手册里都不指出重复精度,一般可以包含在精度规格里。
重复精度良好并不一定表示精度良好,例如控制机械手的重复性运动,它对于重复精度就有很高要求。
严格地讲,方波高只能做4倍频,虽然有人用时差法可以分的更细,但那基本不是增量编码器推荐的,更高的分频要用增量脉冲信号是SIN/COS类正余弦的信号来做,后续电路可通过读取波形相位的变化,用模数转换电路来细分,5倍、10倍、20倍,甚至100倍以上,分好后再以方波波形输出(PPR)。分频的倍数实际是有限制的,首先,模数转换有时间响应问题,模数转换的速度与分辨的度是一对矛盾,不可能细分,分的过细,响应与度就有问题;其次,原编码器的刻线精度,输出的类正余弦信号本身一致性、波形度是有限的,分的过细,只会把原来码盘的误差暴露得更明显,而带来误差。细分做起来容易,但要做好却很难,其一方面取决于原始码盘的刻线精度与输出波形度,另一方面取决于细分电路的响应速度与分辨度。例如,德国的工业编码器,推荐的佳细分是20倍,更高的细分是其推荐的精度更高的角度编码器,但旋转的速度是很低的。
一个增量编码器细分后输出A/B/Z方波的,还可以再次4倍频,但是请注意,细分对于编码器的旋转速度是有要求的,一般都较低。另外,如原始码盘的刻线精度不高、波形不,或细分电路本身的限制,细分也许会波形严重失真,大小步,丢步等,选用及使用时需注意。
前面的问题:一个正余弦A/B输出360PPR的增量编码器,小分辨角度可能是0.01度(如果25倍分频,且原始码盘精度有保证)。
有些增量编码器,其原始刻线可以是2048线(2的11次方,11位),通过16倍(4位)细分,得到15位PPR,再次4倍频(2位),得到了17位(Bit)的分辨率,这就是有些日系编码器的17位高位数编码器的得来了,它一般就用“位,Bit”来表达分辨率了。这种日系的编码器在较快速度时,内部仍然要用未细分的低位信号来处理输出的,要不然响应就跟不上了,所以不要被它的“17位”迷惑了。
式编码器的应用
式编码器广泛应用于机械制造、自动化控制、工业机器人和等领域,如机床加工、自动化物流、焊接机器人、数控机床、印刷设备、影像设备等。
【结论】
式编码器具有高精度、高速度、高可靠性、易安装等特点,应用广泛,是机械制造和自动化控制领域不可缺少的编码技术。随着技术的进步和应用场景的扩大,式编码器将会在更多的领域中得到应用和发展。
增量式编码器(Incremental Encoder)是一种用于测量旋转角度、位置和速度的设备。它通过感知和记录轴的运动,将运动参数转化为数字信号进行处理和分析。增量式编码器广泛应用于自动控制系统、机械加工、机器人技术和仪器仪表等领域。本文将介绍增量式编码器的工作原理、分类以及特点。
1.增量式编码器工作原理
增量式编码器基于光学或磁性原理工作,其工作原理可以分为以下几个步骤:
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光学或磁知:增量式编码器通常由一个固定部分和一个旋转部分组成。固定部分包含感应器(例如光电二极管或霍尔传感器),而旋转部分则与被测量的物体相连接。当旋转部分发生旋转时,感应器会感知到光电信号变化或磁场变化。
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信号产生:根据感应器产生的信号变化,增量式编码器会生成脉冲信号。通常,每旋转一周,增量式编码器会产生若干个脉冲,其数量与编码器的分辨率有关。
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脉冲计数:脉冲信号会被计数器记录下来,以确定物体的位置、旋转角度或速度。通过对脉冲计数进行处理和分析,可以得到的测量结果。
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输出接口:增量式编码器的测量结果可以通过数字接口(如脉冲输出、RS485通信等)传输给外部设备或系统进行进一步处理和应用。
以上信息由专业从事旋转角度编码器的苏州必力信光电于2025/3/8 23:48:52发布
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