旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率與精度 旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率與精度 關(guān)于傳感器的分辨率與精度的理解，可以用我們所用的機(jī)械三指針式 手表打這樣一個(gè)比喻：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，在旋轉(zhuǎn)編碼器的使用中，分辨率與精度是完全不同的兩個(gè)概 念。 編碼器的分辨率，是指編碼器可讀取并輸出的最小角度變化，對(duì)應(yīng)的 參數(shù)有：每轉(zhuǎn)刻線數(shù)（line）、每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（PPR）、最小步距（Step）、位 （Bit）等。 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（line），就是編碼器的碼盤的光學(xué)刻線，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（圖2），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），這就是最小測(cè)量步距（Step）了，所以，嚴(yán)格地講，最小測(cè)量 步距就是編碼器的分辨率。 例如，德國(guó)海德漢的ROD426 的3600 線編碼器，方 波輸出，就是3600ppr，脈沖周期0.1 度，通過A 相B 相4 倍頻后，可獲得 0.025 度的測(cè)量步距；而其海德漢提供的精度參數(shù)為18 角秒（0.005 度）。 分 辨率數(shù)值大于精度數(shù)值。 如果是德國(guó)海德漢的 ROD486 的3600 線的正余弦信號(hào)輸出，可進(jìn)行25 倍的電子細(xì)分，獲得90000 的脈沖（ppr），0.004 度的脈沖周期，通過A/B 相 的四倍頻，可獲得0.001 度最小測(cè)量步距的分辨率，而海德漢提供的原始編碼 器的精度還是18 角秒（0.005 度），(不含細(xì)分誤差）。 分辨率數(shù)值小于精度 數(shù)值。 在以通訊數(shù)據(jù)輸出型的編碼器或絕對(duì)值編碼器，其輸出的分辨率是以 多少'位'來表達(dá)，即2 的冪次方的圓周分割度。 所以，旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率可以用'線ｌｉｎｅ”，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)ＰＰＲ， 或'步距Ｓｔｅｐ'分別來表述。用線來表述，可能還可以再細(xì)分的，而有一些' １７位'的編碼器，實(shí)際是針對(duì)步距的，已經(jīng)細(xì)分好了的。 一個(gè)３６００線的 編碼器，分辨率也完全有可能優(yōu)于一個(gè)'１７位'的已經(jīng)細(xì)分好的編碼器。 絕對(duì)脈沖編碼器:APC 增量脈沖編碼器:SPC 兩者一般都應(yīng)用于速度控制或位置控制系統(tǒng)的檢測(cè)元件. 旋轉(zhuǎn)編碼器是用來測(cè)量轉(zhuǎn)速的裝置。它分為單路輸出和雙路輸出兩種。 技術(shù)參數(shù)主要有每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)（幾十個(gè)到幾千個(gè)都有），和供電電壓等。單路輸 出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出是一組脈沖，而雙路輸出的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出兩組相位 差90 度的脈沖，通過這兩組脈沖不僅可以測(cè)量轉(zhuǎn)速，還可以判斷旋轉(zhuǎn)的方向。 增量型編碼器與絕對(duì)型編碼器的區(qū)分 編碼器如以信號(hào)原理來分，有增量型編碼器,絕對(duì)型編碼器。 增量型編碼器 (旋轉(zhuǎn)型) 工作原理: 由一個(gè)中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射 和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號(hào)組合成A、B、C、D,每個(gè)正弦波相差90 度相位差（相對(duì)于一個(gè)周波為360 度），將C、D 信號(hào)反向，疊加在A、B 兩相 上，可增強(qiáng)穩(wěn)定信號(hào)；另每轉(zhuǎn)輸出一個(gè)Z 相脈沖以代表零位參考位。 由于A、B 兩相相差90 度，可通過比較A 相在前還是B 相在前，以判 別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。 編碼器碼盤的材料有玻璃、金屬、塑料，玻璃碼盤是在玻璃上沉積很 薄的刻線，其熱穩(wěn)定性好，精度高，金屬碼盤直接以通和不通刻線，不易碎， 但由于金屬有一定的厚度，精度就有限制，其熱穩(wěn)定性就要比玻璃的差一個(gè)數(shù) 量級(jí)，塑料碼盤是經(jīng)濟(jì)型的，其成本低，但精度、熱穩(wěn)定性、壽命均要差一些。 分辨率-編碼器以每旋轉(zhuǎn)360 度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率，也 稱解析分度、或直接稱多少線，一般在每轉(zhuǎn)分度5~10000 線。 信號(hào)輸出: 信號(hào)輸出有正弦波（電流或電壓）,方波（TTL、HTL）,集電極開路 （PNP、NPN）,推拉式多種形式，其中TTL 為長(zhǎng)線差分驅(qū)動(dòng)（對(duì)稱A,A-;B,B- ;Z,Z-）,HTL 也稱推拉式、推挽式輸出，編碼器的信號(hào)接收設(shè)備接口應(yīng)與編碼 器對(duì)應(yīng)。 信號(hào)連接-編碼器的脈沖信號(hào)一般連接計(jì)數(shù)器、PLC、計(jì)算機(jī)，PLC 和 計(jì)算機(jī)連接的模塊有低速模塊與高速模塊之分，開關(guān)頻率有低有高。 如單相聯(lián)接，用于單方向計(jì)數(shù)，單方向測(cè)速。 A.B 兩相聯(lián)接，用于正反向計(jì)數(shù)、判斷正反向和測(cè)速。 A、B、Z 三相聯(lián)接，用于帶參考位修正的位置測(cè)量。 A、A-，B、B-，Z、Z-連接，由于帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)的連接，電流對(duì)于電 纜貢獻(xiàn)的電磁場(chǎng)為0，衰減最小，抗干擾最佳，可傳輸較遠(yuǎn)的距離。 對(duì)于 TTL 的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 150 米。 對(duì)于 HTL 的帶有對(duì)稱負(fù)信號(hào)輸出的編碼器，信號(hào)傳輸距離可達(dá) 300 米。以上信息對(duì)傳感器編碼器選型有一定的幫助。