浅谈伺服编码器的分辨率和精度的关系(浅谈伺服编码器的分辨率和精度的关系是)

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浅谈伺服编码器的分辨率和精度的关系

分辨率(分辨率)

分辨率是指编码器每个计数单元之间的距离，是编码器能够测量的最小距离。

对于旋转编码器，分辨率通常被定义为编码器一周测量的单位或脉冲(例如，PPR)。对于线性编码器，分辨率通常被定义为两个量化单位之间产生的距离，通常给定的单位是微米(μ；m)或纳米(nm)。

绝对式编码器的分辨率一般定义为位的形式，因为绝对式编码器的输出是基于编码器实际位置的二进制。Word 。一位是一个二进制单位，如16位等于216，或65536。因此，16位编码器每圈提供65，536个量化单元。

准确度(精确度)

准确度用于衡量正常情况下实际值与设定值之间的可重复平均偏差。对于旋转编码器，一般定义为角秒或角分，而对于线性编码器，精度一般为微米。

需要注意的是，高分辨率并不意味着高精度。例如，两个精度相同的旋转编码器，一个分辨率为3600 PPR，另一个分辨率为10000 PPR。低分辨率(3600 PPR)编码器可以提供0.1 deg，虽然高分辨率编码器可以提供较小的测量距离，但两者的精度是相同的。高分辨率编码器只有设置0.1 deg收缩到更小增量距离的能力。

分辨率和精度是两个独立的概念。如上图所示，两个编码器的分辨率相同(24PPR)，但精度不同。

当我们讨论精度的时候，通常会涉及到另一个编码器的性能指标 mdash 重复性 。准确度是指测量值和真实值之间的接近程度。不与标准对比，准确度无从谈起。 重复性 它是指在不改变外部状态的情况下再现相同结果的能力。在某些情况下， 重复性 可能比准确性更重要。这是因为，如果系统是可重复的，误差可以通过补偿消除。一般来说，编码器的重复性定义为编码器精度的放大倍数，往往是编码器精度值的5到10倍。

我们通过下面一张图来看看它们之间的关系:我们平时讨论准确性的时候，经常会提到 准确性 还有 重复性 当两者合二为一时，我们倾向于认为精度更倾向于用 真相 为了展示。当我们讨论准确性时，我们经常提到 高重复性和高精度 。

影响编码器分辨率的因素

编码器的分辨率取决于其编码器(增量编码器)的刻线数量或编码器码盘模式(绝对值编码器)。一般来说，分辨率是一个固定值，编码器一旦制造出来，就没有办法增加划线或编码的数量。然而，增量编码器可以通过信号细分来提高分辨率。例如，方波增量编码器(HTL/TTL)输出增量方波信号。通过每次记录每个增量通道(信号A)的上升沿和下降沿，编码器分辨率可以提高两倍。这样，当我们记录两个通道(信号A和B)的上升沿和下降沿时，可以将编码器分辨率提高四倍(四倍)，如下图所示。对于使用正弦/余弦信号的编码器，我们可以通过θ；细分电信号以提供更高的分辨率，如下图所示。

影响编码器精度的因素

当编码器的线和测量单位的数量确定时，精度受到这些划线或测量单位的宽度和间距的影响。宽度或间距不一致会导致脉冲误差。同时，一些外界因素也会影响编码器的精度。旋转编码器的精度主要取决于以下几个方面:

1)径向光栅的方向偏差

2)标记码盘相对于轴承的偏心度

3)轴承径向偏差

4)用联轴器连接引起的误差

对于直线编码器来说，十字线和温度引起的安装面膨胀也会影响编码器的精度，而一致的宽度和测量间隙是影响增量编码器精度的关键因素。

对于伺服电机编码器来说，分辨率和精度的关系非常混乱。精度主要取决于编码器的制造工艺，分辨率可以通过细分来提高，但分辨率高不代表编码器能达到高精度。例如，通过使用正弦/余弦增量信号，西门子伺服电机编码器可以将其分辨率提高到24位(分辨率为16，777，216)。编码器转换后能描述的最小单位是0.07角秒，但其物理精度只能达到 plusmn40角秒，分辨率可以提供远远大于编码器实际物理精度的精度。

但是，对于使用HTL或TTL型的西门子伺服电机编码器，分辨率只能提高4倍。比如1024 SR或2048 SR编码器可以提供最高4096或8192的分辨率，转换后的编码器最小单位可以描述为5.27角分或2.63角分，但其物理精度可以达到 plusmn1分钟，分辨率提供的精度小于编码器的实际物理精度。

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