關(guān)于Dynapar編碼器分辨率、精度的正解選擇。

編碼器分辨率、編碼器精度和系統(tǒng)可重復(fù)性

丹納帕編碼器反饋對(duì)于許多自動(dòng)化應(yīng)用程序的性能至關(guān)重要。如果指定得當(dāng)，Dynapar編碼器將以適合預(yù)算的價(jià)格提供支持有效定位所需的結(jié)果，選擇不當(dāng)會(huì)降低系統(tǒng)性能。為了理解如何以及為什么，我們需要一起討論適用于編碼器的精度、分辨率和可重復(fù)性的概念。

編碼器分辨率

編碼器分辨率圖編碼器分辨率是編碼器軸旋轉(zhuǎn)一圈或線(xiàn)性標(biāo)尺 1 in/mm 中測(cè)量段或單位的數(shù)量。編碼器分辨率通常以增量編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) (PPR) 和絕對(duì)編碼器的位數(shù)來(lái)衡量。


編碼器脈沖是指編碼器可以測(cè)量或顯示的給定物理量的最小段。換句話(huà)說(shuō)，它是編碼器可以監(jiān)控設(shè)備的粒度。在一個(gè)光學(xué)編碼器碼盤(pán)，刻劃的圖案越密集，分辨率越高。

旋轉(zhuǎn)編碼器的直接分辨率高達(dá)每轉(zhuǎn) 10,000 個(gè)脈沖 (PPR)，通過(guò)插值可提供高達(dá) 40,000 PPR 的分辨率。線(xiàn)性標(biāo)尺提供微米量級(jí)的分辨率。

關(guān)于丹納帕編碼器的一個(gè)常見(jiàn)誤解是假設(shè)更高的分辨率可以提高整個(gè)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。需要注意的是，提高分辨率不會(huì)補(bǔ)償后一種錯(cuò)誤（見(jiàn)圖 1）。每轉(zhuǎn)增加更多脈沖可能會(huì)提高編碼器報(bào)告位置的能力，但如果存在系統(tǒng)誤差，更高的分辨率將無(wú)法糾正它。


上面的兩個(gè)示例具有完全相同的分辨率（24 個(gè)計(jì)數(shù)），但精度卻大不相同。這是高分辨率無(wú)法提高準(zhǔn)確性的一個(gè)例子。

編碼器精度

Dynapar編碼器精度是對(duì)編碼器讀出的值與被測(cè)量的實(shí)際物理值之間的誤差的度量。編碼器精度以弧分或弧秒為單位，20 弧分（0.3 度）或更好，通常被認(rèn)為是高精度編碼器，某些精密設(shè)備約為 5 弧秒（0.0014 度）。

多個(gè)錯(cuò)誤源會(huì)降低編碼器讀數(shù)的準(zhǔn)確性。這些來(lái)源之一可以是編碼器本身。例如，光學(xué)編碼盤(pán)上的線(xiàn)寬可以變化。這可能會(huì)在編碼器生成的脈沖時(shí)序中引入一個(gè)小誤差。如果誤差量已知，則可由控制器校準(zhǔn)。找出誤差的一種方法是使用外部高精度編碼器測(cè)量誤差量，重新校準(zhǔn)然后移除精密編碼器，以便系統(tǒng)能夠以比以前更高的精度運(yùn)行。

在其他情況下，錯(cuò)誤源于被監(jiān)控的設(shè)備。齒輪箱可能有齒隙，或者絲杠可能在其運(yùn)動(dòng)中發(fā)揮作用。重要的是要記住，編碼器只能報(bào)告它正在監(jiān)控的設(shè)備的位置。如果出現(xiàn)機(jī)械錯(cuò)誤，編碼器將無(wú)法提高性能。

系統(tǒng)可重復(fù)性和編碼器

編碼器的第三個(gè)關(guān)鍵特性是可重復(fù)性。可重復(fù)性是衡量系統(tǒng)返回相同命令位置的一致性程度。對(duì)于編碼器，可重復(fù)性通常比精度高 2-10 倍。與精度一樣，可重復(fù)性也有來(lái)自多個(gè)來(lái)源的誤差貢獻(xiàn)，包括編碼器和被定位的設(shè)備。盡管某些類(lèi)型的編碼器（例如電容式編碼器）會(huì)遭受在多個(gè)周期內(nèi)累積的累積誤差，但這是例外而不是規(guī)則。用于自動(dòng)化的最常見(jiàn)編碼器類(lèi)型，例如光學(xué)和磁性編碼器，旨在防止累積誤差。

系統(tǒng)中的機(jī)械誤差可能會(huì)降低系統(tǒng)的可重復(fù)性，包括齒輪間隙、滯后、皮帶張緊不當(dāng)?shù)?。與分辨率一樣，用戶(hù)經(jīng)常認(rèn)為購(gòu)買(mǎi)具有非常高重復(fù)性的編碼器會(huì)產(chǎn)生最佳結(jié)果。事實(shí)并非如此。即使是具有近乎完美可重復(fù)性的編碼器也無(wú)法在機(jī)械重復(fù)性差的系統(tǒng)上進(jìn)行改進(jìn)，丹納帕編碼器所能做的就是將結(jié)果進(jìn)行反饋。

系統(tǒng)可能具有非常高的可重復(fù)性并且仍然不準(zhǔn)確。相反，系統(tǒng)可以表現(xiàn)出高精度但可重復(fù)性差。

精度是指絕對(duì)定位值，而可重復(fù)性量化了系統(tǒng)以相同精度重復(fù)相同動(dòng)作的能力。高精度和高可重復(fù)性似乎很理想，但代價(jià)是系統(tǒng)成本高，應(yīng)用程序可能無(wú)法達(dá)到那種性能水平。同時(shí)，如果應(yīng)用真的強(qiáng)調(diào)精度，高重復(fù)性可能仍然不能滿(mǎn)足系統(tǒng)需求。零精度和低可重復(fù)性通常不適用于任何應(yīng)用。

為了優(yōu)化性能，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要選擇能夠提供準(zhǔn)確度、分辨率和可重復(fù)性的正確組合的編碼器。例如，對(duì)于取放應(yīng)用，最佳選擇可能是運(yùn)行精度適中但重復(fù)性非常高的編碼器。Dynapar編碼器的精度誤差可以校準(zhǔn)出來(lái)，而重復(fù)性保證了機(jī)械臂每次都會(huì)去到相同的位置。定長(zhǎng)切割應(yīng)用可能會(huì)受益于高精度，但只有適度的可重復(fù)性。

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