600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Разрешение и точность кодировщика: в чем разница?

Преобразователи частоты

Датчики лежат в основе любой сервосистемы с замкнутым контуром, обеспечивая обратную связь с контроллером, который использует эту информацию для определения того, достиг ли двигатель заданного положения или скорости. Таким образом, разрешение и точность кодера необходимы для правильной работы системы с замкнутым контуром.

Разрешение это расстояние, на котором выполняется подсчет одного кодера – это наименьшее расстояние, которое может измерить кодер. Для поворотных энкодеров разрешение обычно указывается в единицах измерения или импульсах на оборот (PPR). Разрешение линейного кодера чаще всего определяется как расстояние, на котором выполняется подсчет, и выражается в микронах (мкм) или нанометрах (нм). Разрешение абсолютного кодера указывается в битах, поскольку абсолютные кодеры выводят двоичные “слова” на основе положения кодера.

Бит — это двоичная единица: 16 бит равны 216, или 65 536. Таким образом, 16-битный кодер обеспечивает 65 536 отсчетов на оборот.

Точность — это разница между истинным положением (или скоростью) измеряемого устройства и положением (или скоростью), сообщаемым кодером. Для поворотных энкодеров она указывается в угловых секундах или угловых минутах, а для линейных энкодеров точность обычно указывается в микронах.

Другим термином, иногда используемым применительно к производительности кодера, является “ошибка”. Ошибка, по сути, является обратной величиной точности. Другими словами, точность определяет, как закрывать показания энкодера соответствуют истинному положению, где ошибка указывает, как далеко кодировщик находится в истинном положении.

Важно отметить, что более высокое разрешение не означает более высокой точности. Рассмотрим два энкодера – один с разрешением 100 PPR и один с разрешением 10 000 PPR, но оба с одинаковыми характеристиками точности. Кодировщик с более низким разрешением (100 PPR) может сообщать о перемещении на 90 градусов так же точно, как и модель с более высоким разрешением (10 000 PPR). Кодировщик с более высоким разрешением просто имеет возможность разбивать это движение на 90 градусов на гораздо меньшие приращения.

Разрешение энкодера основано на количестве строк (для инкрементного энкодера) или шаблоне (для абсолютного энкодера) на диске энкодера или шкале. Физически разрешение фиксировано. Как только кодировщик изготовлен, нет возможности добавлять дополнительные линии или шаблоны на диск с кодом. Но разрешение инкрементного энкодера мочь быть увеличен за счет декодирования сигнала. Инкрементные энкодеры выдают прямоугольные сигналы, и за счет подсчета как переднего, так и заднего фронтов одного сигнала (сигнал А) разрешение энкодера удваивается. Когда передний и задний края оба сигналы (A и B) подсчитываются – называются квадратурное декодирование – разрешение увеличено в четыре раза.

Не путайте разрешение с повторяемостью. Повторяемость — это способность датчика последовательно производить одно и то же измерение и получать один и тот же результат. Обычно она указывается как кратная точности кодера и часто в 5-10 раз лучше (меньше), чем точность. Повторяемость является важной характеристикой для приложений, выполняющих повторяющиеся задачи, такие как сборка или процессы подбора и размещения.

В то время как количество линий или единиц измерения определяет разрешение, на точность влияют ширина и расстояние между этими линиями или единицами измерения. Несоответствующая ширина и/или интервал приведут к ошибкам в синхронизации импульсов. Для абсолютных энкодеров точность зависит от точности, с которой шаблон помещается на кодовый диск.

Факторы, внешние по отношению к кодеру, также могут повлиять на его точность. К ним относятся жесткость сборки и ошибки монтажа, такие как отсутствие концентричности между диском энкодера и валом, на котором он установлен. Для линейных энкодеров тепловое расширение шкалы и монтажной поверхности также может привести к снижению точности.