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倍加福編碼器的分辨率與精度的資料分為哪些
發(fā)布時(shí)間: 2018-08-01 點(diǎn)擊次數(shù): 1833次倍加福編碼器的分辨率與精度的資料分為哪些
可以用我們所用的倍加福編碼器時(shí)針的分辨率是小時(shí),分針的分辨率是分,秒針的分辨率是秒,眼睛反應(yīng)快的,通過(guò)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(jī)械指針手表都可以做到的;而精度是什么,就是每個(gè)手表對(duì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的準(zhǔn)確性,這是每個(gè)手表都不同的,或者在使用的不同時(shí)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,在倍加福編碼器的使用中,分辨率與精度是*不同的兩個(gè)概念。
倍加福編碼器的分辨率,是指編碼器可讀取并輸出的小角度變化,對(duì)應(yīng)的參數(shù)有:每轉(zhuǎn)刻線(xiàn)數(shù)(line)、每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(PPR)、小步距(Step)、位(Bit)等。
倍加福編碼器的精度,是指編碼器輸出的信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)量的真實(shí)角度的準(zhǔn)確度,對(duì)應(yīng)的參數(shù)是角分(′)、角秒(″)。
分辨率:線(xiàn)(line),就是編碼器的碼盤(pán)的光學(xué)刻線(xiàn),如果編碼器是直接方波輸出的,它就是每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)(PPR)了(圖1), 但如果是正余弦(sin/cos)信號(hào)輸出的,是可以通過(guò)信號(hào)模擬量變化電子細(xì)分,獲得更多的方波脈沖PPR輸出倍加福編碼器的方波輸出有A相與B相,A相與B相差1/4個(gè)脈沖周期,通過(guò)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),這就是小測(cè)量步距(Step)了,所以,嚴(yán)格地講,小測(cè)量步距就是編碼器的分辨率。
細(xì)分技術(shù)將電壓或電流式正余弦波信號(hào)分割轉(zhuǎn)換成為方波信號(hào),可用于一般正余弦波信號(hào)輸出的傳感器
細(xì)分電路對(duì)于A/B相波形量的變化,判斷出相位角,并再次分割出更細(xì)的方波脈沖輸出,同樣提供1/4周期差的A’/B’兩相和Z’相,A’/B’相可以繼續(xù)的4倍頻。
事實(shí)上對(duì)于細(xì)分后的編碼器來(lái)說(shuō),其細(xì)分前的刻線(xiàn)數(shù)很重要,而其細(xì)分前的系統(tǒng)精度更加重要,細(xì)分可以提高分辨率,但不能提高精度,甚至可能降低了精度。
那么為什么我們有時(shí)候感到細(xì)分后,對(duì)于加工精度是提高的呢?
這里有幾個(gè)因素:
1. 倍加福編碼器細(xì)分前,精度遠(yuǎn)優(yōu)于分辨率,細(xì)分后可以將精度用的更充分,例如前面介紹的ROD486,細(xì)分前3600刻線(xiàn),分辨度(Step)步距為0.025度,按照±1步距來(lái)看,其使用精度僅達(dá)到0.05度,而精度為18角秒,細(xì)分后,在18角秒前,是可以提高精度的使用的,但如果細(xì)分倍數(shù)再高,其使用精度就無(wú)法越18角秒。
2. 目前大部分的運(yùn)動(dòng)控制是用速度環(huán)控制的,細(xì)分提高了分辨率,可以提高速度環(huán)的精度,帶來(lái)的終加工效果看,似乎也是精度提高了。
高分辨率的倍加福編碼器,精度不一定就高,以某日系17位編碼器為例,其原始刻線(xiàn)為8位256線(xiàn)(如圖3),經(jīng)過(guò)多倍細(xì)分和A/B相4倍頻后,得到17位(約13萬(wàn)圓周分割度)的分辨率,折算角度分辨率為9.89角秒,可其并沒(méi)有提供精度參數(shù),如以業(yè)內(nèi)精度較高的海德漢提供的方法推算,編碼器系統(tǒng)原始精度(誤差)為刻線(xiàn)(512)的1/20,細(xì)分誤差為原始刻線(xiàn)(512)的1%計(jì)算,得到的精度為152角秒—相當(dāng)于2.5角分,如此的精度,證實(shí)這樣的高分辨率編碼器主要是應(yīng)用于速度環(huán)的,對(duì)于定位的位置環(huán),精度并不高。事實(shí)上對(duì)于細(xì)分后的編碼器來(lái)說(shuō),其細(xì)分前的刻線(xiàn)數(shù)很重要,而其細(xì)分前的系統(tǒng)精度更加重要,細(xì)分可以提高分辨率,但不能提高精度,甚至可能降低了精度。
綜上所述,影響倍加福編碼器精度的因素很多,編碼器的精度與分辨率相關(guān)的,僅僅是光學(xué)部分的刻線(xiàn)數(shù),刻線(xiàn)數(shù)越多(越密),精度可能越高,但還要看其余的很多部分,都與分辨率無(wú)關(guān)。而刻線(xiàn)數(shù)密度,也是受材料與加工工藝及光學(xué)衍射的限制的,一般58毫米外徑工業(yè)編碼器的刻線(xiàn)數(shù)到10000線(xiàn),更高的分辨率均由正余弦信號(hào)細(xì)分來(lái)完成的,其精度也就受到了一定的限制。
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霍尼韋爾Honeywell
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日本TOYOOKI豐興
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Phoenix菲尼克斯
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SMC/日本SMC
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施克|SICK傳感器
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FESTO|費(fèi)斯托電磁閥
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BURKERT|寶德電磁閥
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CKD(喜開(kāi)理)電磁閥
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NORGREN/諾冠電磁閥
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美國(guó)MAC|MAC電磁閥
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美國(guó)ASCO|世格電磁閥
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PILZ|皮爾茲繼電器
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Herion|海隆液壓電磁閥
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德國(guó)BUSCHJOST
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韓國(guó)YPC|YPC電磁閥
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YUKEN(油研)電磁閥
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PEPPERL+FUCHS-倍加福
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日本SUNX|Panasonic
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TURCK|TURCK傳感器
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Schneider施耐德
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NUMATICS|紐曼蒂克電磁閥
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丹麥丹佛斯/DANFOSS
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OMRON-歐姆龍傳感器
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意大利CAMOZZI康茂盛
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瑞士CONTRINEX
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德國(guó)E+H
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日本小金井-KOGANEI氣缸
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日本DAIKIN大金
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AIRTAC
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CAMOZZI/康茂盛
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德國(guó)Bar
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KURODA黑田精工
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日本TAIYO/太陽(yáng)鐵工
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德國(guó)HAWE|哈威電磁閥
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意大利ATOS/阿托斯
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意大利UNIVER
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日本NACHI|不二越電磁閥
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Hengstler(亨士樂(lè))
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德國(guó)IFM易福門(mén)
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德國(guó)GEMU蓋米
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德國(guó)HYDAC|HYDAC傳感器
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美國(guó)SOR|SOR壓力開(kāi)關(guān)
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德國(guó)BALLUFF|巴魯夫傳感器
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德國(guó)REXROTH|力士樂(lè)電磁閥
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美國(guó)parker|PARKER柱塞泵
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美國(guó)VICKERS
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德國(guó)AVENTICS安沃馳
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德國(guó)LEUZE勞易測(cè)
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美國(guó)邦納BANNER
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百弗BIFOLD