编码器的精度与分辨率 -上海同浩自动化科技有限公司

上海同浩自动化科技有限公司由国内几位编码器技术专家联合创立,产品以OEM出口为主.是中国军事工程等领域编码器供应商.工厂建在上海张江高科技园区,现有设计人员20余人.传真。：

 “精度”是用来描述物理量的准确程度，其反应的是测量值与真实值之间的误差，而“分辨率”是用来描述刻度划分的，其反应的是数值读取过程中所能读取的zui小变化值。简比喻：一把常见的量程为10厘米的刻度尺，上面有100个刻度，zui小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米，他只能1、2、3、4……100这样读值；而它的实际精度就不得而知了，因为用这把尺读出来的2毫米，我们并不知道他与真实的2毫米之间的误差值。而当我们用火来烤一下它，并且把它拉长一段，然后再考察一下它。我们不难发现，它还有100个刻度，因而它的“分辨率”还是1毫米，跟原来一样！然而，它的精度显然已经改变了。

      对于编码器来说，“分辨率”除了与刻线数有关外，还会因电气信号方面的影响而改变，它是可调的，可控的，它可以随着对信号的细分而改变，细分倍数越高，分辨率越小，但是细分倍数越高，引入加大的误差就越大。而精度，更多的偏向于机械方面，一个产品生产出来后，他的精度基本已经固定（有些高精度的产品可以对信号进行补偿等来提高精度），这个数值是通过检测出来的，它与产品的做工，材料等综合性能息息相关，我们难以通过计算来得出一个具体的数值作为精度的依据，大多只能在使用的过程当中判断出精度的好坏来。

      例如，对于13bit的，其码盘上的位置数为：8192，则：计算出的分辨率为158角秒，也就是说，在读取数值的时候，要求数值间的跳动是158角秒，如果要读取的*个数值是0，则第二个读取的数值要大于158，若要小于158，则我们需要选取更小的分辨率。当要读取158这个数值的时候，由于误差的存在，并不可能得到的158秒，编码器所读取出来的158秒与真实158秒之间的误差，就取决于精度了。所以说，精度，是在分辨率的基础上来谈的。

      而并非越细分得到小的分辨率就越好，因为细分会引入误差和扩大误差，过度的细分将无法保证精度！需要多少倍的细分，能做到多少倍的细分，前提必须是在保证精度的基础上进行的，因为精度在使用前的不可见性而高倍细分是不负责任的。码盘质量越高，刻线越好，信号质量信号越好，细分后产生的误差就越小，这受到一台编码器综合性能的影响，这也就是为什么会在相同的参数下，会有不同品牌，不同价位编码器的一个原因。

      例如，我们要读取的数值为1、2、4、7、8，我至少要选择1个单位的分辨率，选择2个单位的分辨率是显然不行的，因为我们读出了1这个数值，则2是读不出来的，在选择1个单位分辨率的基础上，我们读出来的1与真实的1的误差就是精度。机床上的数控系统对于直光栅是有分辨率的设定的，需要读取的数值间隔小于分辨率，机床就有可能会抖动或出错等。

      对于式带增量信号编码器，能够的保持串行传输的位置值与增量值同步，值确切的对应一个增量信号，位置值一定在一个增量信号的正弦周期之内。如13位式，带512线的增量信号，位置间隔158秒，若要读取两个码盘位置中间的一个位置是不合适的，但是，我们可以通过对其所带的1Vpp增量信号进行细分，如细分100倍，则相当于在两个位置之间又引入了几个细分后的位置，我们可以在位置值的基础上，通过计算细分后的增量脉冲数而读取两个位置之间的一个位置值，如：512线细分100倍，位置1数值是0，位置2数值是158，则读取这两个位置间的位置可以在位置1：数值0的基础上多出一个脉冲则是25，两个则是25x2=50……但是，带增量信号的式编码器本身是不带细分的，这就要求用户能自行的对增量信号进行细分处理。