編碼器精度與分(fēn)辨率之間的(de)區(qū)别與關系
2020-3-19新聞
很多(duō)朋友困惑于旋轉編碼器精度與旋轉編碼器分(fēn)辨率之間的(de)區(qū)别與關系,今天我們就這(zhè)二個(gè)概念舉例給大(dà)家說明(míng),希望可(kě)以幫到大(dà)家.
什(shén)麽是精度?
所謂“精度”是用(yòng)來(lái)描述物(wù)理(lǐ)量的(de)準确程度,精度反應的(de)是測量值與真實值之間的(de)誤差.
什(shén)麽是分(fēn)辨率?
所謂“分(fēn)辨率”是用(yòng)來(lái)描述刻度劃分(fēn)的(de),其反應的(de)是數值讀取過程中所能讀取的(de)最小變化(huà)值。
舉個(gè)例子來(lái)說明(míng)精度與分(fēn)辨率的(de)差别?
比如說刻度尺,一把常見的(de)量程爲10厘米的(de)刻度尺,上面有100個(gè)刻度,最小能讀出1毫米的(de)有效值。那麽我們就說這(zhè)把尺子的(de)分(fēn)辨率是1毫米,他(tā)隻能1、2、3、4……100這(zhè)樣讀值;而它的(de)實際精度就不得(de)而知了(le),因爲用(yòng)這(zhè)把尺讀出來(lái)的(de)2毫米,我們并不知道他(tā)與真實絕對(duì)的(de)2毫米之間的(de)誤差值。而當我們用(yòng)火來(lái)烤一下(xià)它,并且把它拉長(cháng)一段,然後再考察一下(xià)它。我們不難發現,它還(hái)有100個(gè)刻度,因而它的(de)“分(fēn)辨率”還(hái)是1毫米,跟原來(lái)一樣!然而,它的(de)精度顯然已經改變了(le)。
對(duì)于編碼器來(lái)說,“分(fēn)辨率”除了(le)與刻線數有關外,還(hái)會因電氣信号方面的(de)影(yǐng)響而改變,它是可(kě)調的(de),可(kě)控的(de),它可(kě)以随著(zhe)對(duì)信号的(de)細分(fēn)而改變,細分(fēn)倍數越高(gāo),分(fēn)辨率越小,但細分(fēn)倍數越高(gāo),引入加大(dà)的(de)誤差就越大(dà)。
而精度,更多(duō)的(de)偏向于機械方面,一個(gè)産品生産出來(lái)後,他(tā)的(de)精度基本已經固定(有些高(gāo)精度的(de)産品可(kě)以對(duì)信号進行補償等來(lái)提高(gāo)精度),這(zhè)個(gè)數值是通(tōng)過檢測出來(lái)的(de),它與産品的(de)做(zuò)工,材料等綜合性能息息相關,我們難以通(tōng)過計算(suàn)來(lái)得(de)出一個(gè)具體的(de)數值作爲精度的(de)依據,大(dà)多(duō)隻能在使用(yòng)的(de)過程當中判斷出精度的(de)好壞來(lái)。
再舉個(gè)例子,對(duì)于13bit的(de),其碼盤上的(de)絕對(duì)位置數爲:8192,則:計算(suàn)出的(de)分(fēn)辨率爲158角秒,也(yě)就是說,在讀取數值的(de)時(shí)候,要求數值間的(de)跳動是158角秒,如果要讀取的(de)第一個(gè)數值是0,則第二個(gè)讀取的(de)數值要大(dà)于158,若要小于158,則我們需要選取更小的(de)分(fēn)辨率。當要讀取158這(zhè)個(gè)數值的(de)時(shí)候,由于誤差的(de)存在,并不可(kě)能得(de)到絕對(duì)的(de)158秒,編碼器所讀取出來(lái)的(de)158秒與絕對(duì)真實158秒之間的(de)誤差,就取決于精度了(le)。
由此可(kě)見精度,是相對(duì)于分(fēn)辨率的(de)基礎上來(lái)談的(de)。但事實并非越細分(fēn)得(de)到小的(de)分(fēn)辨率就越好,因爲細分(fēn)會引入誤差和(hé)擴大(dà)誤差,過度的(de)細分(fēn)将無法保證精度!需要多(duō)少倍的(de)細分(fēn),能做(zuò)到多(duō)少倍的(de)細分(fēn),前提必須是在保證精度的(de)基礎上進行的(de),因爲精度在使用(yòng)前的(de)不可(kě)見性而高(gāo)倍細分(fēn)是不負責任的(de)。碼盤質量越高(gāo),刻線越好,信号質量信号越好,細分(fēn)後産生的(de)誤差就越小,這(zhè)受到一台編碼器綜合性能的(de)影(yǐng)響。
所以,這(zhè)也(yě)就是爲什(shén)麽會在相同的(de)參數下(xià),編碼器的(de)價位有高(gāo)有低。
例如,我們要讀取的(de)數值爲1、2、4、7、8,我至少要選擇1個(gè)單位的(de)分(fēn)辨率,選擇2個(gè)單位的(de)分(fēn)辨率是顯然不行的(de),因爲我們讀出了(le)1這(zhè)個(gè)數值,則2是讀不出來(lái)的(de),在選擇1個(gè)單位分(fēn)辨率的(de)基礎上,我們讀出來(lái)的(de)1與真實絕對(duì)的(de)1的(de)誤差就是精度。機床上的(de)數控系統對(duì)于直光(guāng)栅是有分(fēn)辨率的(de)設定的(de),需要讀取的(de)數值間隔小于分(fēn)辨率,機床就有可(kě)能會抖動或出錯等。 對(duì)于絕對(duì)式帶增量信号編碼器,能夠精确的(de)保持串行傳輸的(de)絕對(duì)位置值與增量值同步,絕對(duì)值确切的(de)對(duì)應一個(gè)增量信号,位置值一定在一個(gè)增量信号的(de)正弦周期之内。
再如13位絕對(duì)式,帶512線的(de)增量信号,絕對(duì)位置間隔158秒,若要讀取兩個(gè)碼盤位置中間的(de)一個(gè)位置是不合适的(de),但是,我們可(kě)以通(tōng)過對(duì)其所帶的(de)1Vpp增量信号進行細分(fēn),如細分(fēn)100倍,則相當于在兩個(gè)絕對(duì)位置之間又引入了(le)幾個(gè)細分(fēn)後的(de)位置,我們可(kě)以在絕對(duì)位置值的(de)基礎上,通(tōng)過計算(suàn)細分(fēn)後的(de)增量脈沖數而讀取兩個(gè)絕對(duì)位置之間的(de)一個(gè)位置值,如:512線細分(fēn)100倍,絕對(duì)位置1數值是0,絕對(duì)位置2數值是158,則讀取這(zhè)兩個(gè)位置間的(de)位置可(kě)以在位置1:數值0的(de)基礎上多(duō)出一個(gè)脈沖則是25,兩個(gè)則是25x2=50……但是,帶增量信号的(de)絕對(duì)式編碼器本身是不帶細分(fēn)的(de),這(zhè)就要求用(yòng)戶能自行的(de)對(duì)增量信号進行細分(fēn)處理(lǐ)。