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艾迪克
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樓主  發表于: 2013-11-23 11:31
旋轉編碼器的分辨率與精度 旋轉編碼器的分辨率與精度 關于傳感器的分辨率與精度的理解,可以用我們所用的機械三指針式 手表打這樣一個比喻:時針的分辨率是小時,分針的分辨率是分,秒針的分辨 率是秒,眼睛反應快的,通過秒針在秒間的空格,我們甚至能分辨至約 0.3 秒, 這是三針式機械指針手表都可以做到的;而精度是什么,就是每個手表對標準 時間的準確性,這是每個手表都不同的,或者在使用的不同時間里都不同的 (越走越快的或越走越慢的),大致在1 秒至30 秒之間。 同樣的,在旋轉編碼器的使用中,分辨率與精度是完全不同的兩個概 念。 編碼器的分辨率,是指編碼器可讀取并輸出的最小角度變化,對應的 參數有:每轉刻線數(line)、每轉脈沖數(PPR)、最小步距(Step)、位 (Bit)等。 編碼器的精度,是指編碼器輸出的信號數據對測量的真實角度的準確 度,對應的參數是角分(′)、角秒(〃)。 分辨率:線(line),就是編碼器的碼盤的光學刻線,如果編碼器是 直接方波輸出的,它就是每轉脈沖數(PPR)了(圖1), 但如果是正余弦 (sin/cos)信號輸出的,是可以通過信號模擬量變化電子細分,獲得更多的方 波脈沖PPR 輸出(圖2),編碼器的方波輸出有A 相與B 相,A 相與B 相差1/4 個脈沖周期,通過上升沿與下降沿的判斷,就可以獲得1/4 脈沖周期的變化步 距(4 倍頻),這就是最小測量步距(Step)了,所以,嚴格地講,最小測量 步距就是編碼器的分辨率。 例如,德國海德漢的ROD426 的3600 線編碼器,方 波輸出,就是3600ppr,脈沖周期0.1 度,通過A 相B 相4 倍頻后,可獲得 0.025 度的測量步距;而其海德漢提供的精度參數為18 角秒(0.005 度)。 分 辨率數值大于精度數值。 如果是德國海德漢的 ROD486 的3600 線的正余弦信號輸出,可進行25 倍的電子細分,獲得90000 的脈沖(ppr),0.004 度的脈沖周期,通過A/B 相 的四倍頻,可獲得0.001 度最小測量步距的分辨率,而海德漢提供的原始編碼 器的精度還是18 角秒(0.005 度),(不含細分誤差)。 分辨率數值小于精度 數值。 在以通訊數據輸出型的編碼器或絕對值編碼器,其輸出的分辨率是以 多少'位'來表達,即2 的冪次方的圓周分割度。 所以,旋轉編碼器的分辨率可以用'線line”,每轉脈沖數PPR, 或'步距Step'分別來表述。用線來表述,可能還可以再細分的,而有一些' 17位'的編碼器,實際是針對步距的,已經細分好了的。 一個3600線的 編碼器,分辨率也完全有可能優于一個'17位'的已經細分好的編碼器。 絕對脈沖編碼器:APC 增量脈沖編碼器:SPC 兩者一般都應用于速度控制或位置控制系統的檢測元件. 旋轉編碼器是用來測量轉速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。 技術參數主要有每轉脈沖數(幾十個到幾千個都有),和供電電壓等。單路輸 出是指旋轉編碼器的輸出是一組脈沖,而雙路輸出的旋轉編碼器輸出兩組相位 差90 度的脈沖,通過這兩組脈沖不僅可以測量轉速,還可以判斷旋轉的方向。 增量型編碼器與絕對型編碼器的區分 編碼器如以信號原理來分,有增量型編碼器,絕對型編碼器。 增量型編碼器 (旋轉型) 工作原理: 由一個中心有軸的光電碼盤,其上有環形通、暗的刻線,有光電發射 和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90 度相位差(相對于一個周波為360 度),將C、D 信號反向,疊加在A、B 兩相 上,可增強穩定信號;另每轉輸出一個Z 相脈沖以代表零位參考位。 由于A、B 兩相相差90 度,可通過比較A 相在前還是B 相在前,以判 別編碼器的正轉與反轉,通過零位脈沖,可獲得編碼器的零位參考位。 編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料,玻璃碼盤是在玻璃上沉積很 薄的刻線,其熱穩定性好,精度高,金屬碼盤直接以通和不通刻線,不易碎, 但由于金屬有一定的厚度,精度就有限制,其熱穩定性就要比玻璃的差一個數 量級,塑料碼盤是經濟型的,其成本低,但精度、熱穩定性、壽命均要差一些。 分辨率-編碼器以每旋轉360 度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,也 稱解析分度、或直接稱多少線,一般在每轉分度5~10000 線。 信號輸出: 信號輸出有正弦波(電流或電壓),方波(TTL、HTL),集電極開路 (PNP、NPN),推拉式多種形式,其中TTL 為長線差分驅動(對稱A,A-;B,B- ;Z,Z-),HTL 也稱推拉式、推挽式輸出,編碼器的信號接收設備接口應與編碼 器對應。 信號連接-編碼器的脈沖信號一般連接計數器、PLC、計算機,PLC 和 計算機連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分,開關頻率有低有高。 如單相聯接,用于單方向計數,單方向測速。 A.B 兩相聯接,用于正反向計數、判斷正反向和測速。 A、B、Z 三相聯接,用于帶參考位修正的位置測量。 A、A-,B、B-,Z、Z-連接,由于帶有對稱負信號的連接,電流對于電 纜貢獻的電磁場為0,衰減最小,抗干擾最佳,可傳輸較遠的距離。 對于 TTL 的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達 150 米。 對于 HTL 的帶有對稱負信號輸出的編碼器,信號傳輸距離可達 300 米。以上信息對傳感器編碼器選型有一定的幫助。
zsh340
zsh340
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1樓  發表于: 2013-11-24 18:57
謝謝樓主!學習了
相互交流。。。。相互學習。。。。使技術更上一層樓。。。。

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