編碼器的精度與分辨率

 精度”是用來(lái)描述物理量的準(zhǔn)確程度，其反應(yīng)的是測(cè)量值與真實(shí)值之間的誤差，而“分辨率”是用來(lái)描述刻度劃分的，其反應(yīng)的是數(shù)值讀取過(guò)程中所能讀取的小變化值。簡(jiǎn)比喻：一把常見(jiàn)的量程為10厘米的刻度尺，上面有100個(gè)刻度，小能讀出1毫米的有效值。那么我們就說(shuō)這把尺子的分辨率是1毫米，他只能1、2、3、4……100這樣讀值；而它的實(shí)際精度就不得而知了，因?yàn)橛眠@把尺讀出來(lái)的2毫米，我們并不知道他與真實(shí)的2毫米之間的誤差值。而當(dāng)我們用火來(lái)烤一下它，并且把它拉長(zhǎng)一段，然后再考察一下它。我們不難發(fā)現(xiàn)，它還有100個(gè)刻度，因而它的“分辨率”還是1毫米，跟原來(lái)一樣！然而，它的精度顯然已經(jīng)改變了。
    對(duì)于編碼器來(lái)說(shuō)，“分辨率”除了與刻線數(shù)有關(guān)外，還會(huì)因電氣信號(hào)方面的影響而改變，它是可調(diào)的，可控的，它可以隨著對(duì)信號(hào)的細(xì)分而改變，細(xì)分倍數(shù)越高，分辨率越小，但是細(xì)分倍數(shù)越高，引入加大的誤差就越大。而精度，更多的偏向于機(jī)械方面，一個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后，他的精度基本已經(jīng)固定（有些高精度的產(chǎn)品可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)葋?lái)提高精度），這個(gè)數(shù)值是通過(guò)檢測(cè)出來(lái)的，它與產(chǎn)品的做工，材料等綜合性能息息相關(guān)，我們難以通過(guò)計(jì)算來(lái)得出一個(gè)具體的數(shù)值作為精度的依據(jù)，大多只能在使用的過(guò)程當(dāng)中判斷出精度的好壞來(lái)。
    例如，對(duì)于13bit的，其碼盤(pán)上的位置數(shù)為：8192，則：計(jì)算出的分辨率為158角秒，也就是說(shuō)，在讀取數(shù)值的時(shí)候，要求數(shù)值間的跳動(dòng)是158角秒，如果要讀取的一個(gè)數(shù)值是0，則第二個(gè)讀取的數(shù)值要大于158，若要小于158，則我們需要選取更小的分辨率。當(dāng)要讀取158這個(gè)數(shù)值的時(shí)候，由于誤差的存在，并不可能得到的158秒，編碼器所讀取出來(lái)的158秒與真實(shí)158秒之間的誤差，就取決于精度了。所以說(shuō)，精度，是在分辨率的基礎(chǔ)上來(lái)談的。
    而并非越細(xì)分得到小的分辨率就越好，因?yàn)榧?xì)分會(huì)引入誤差和擴(kuò)大誤差，過(guò)度的細(xì)分將無(wú)法保證精度！需要多少倍的細(xì)分，能做到多少倍的細(xì)分，前提必須是在保證精度的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因?yàn)榫仍谑褂们暗牟豢梢?jiàn)性而高倍細(xì)分是不負(fù)責(zé)任的。碼盤(pán)質(zhì)量越高，刻線越好，信號(hào)質(zhì)量信號(hào)越好，細(xì)分后產(chǎn)生的誤差就越小，這受到一臺(tái)編碼器綜合性能的影響，這也就是為什么會(huì)在相同的參數(shù)下，會(huì)有不同品牌，不同價(jià)位編碼器的一個(gè)原因。
    例如，我們要讀取的數(shù)值為1、2、4、7、8，我至少要選擇1個(gè)單位的分辨率，選擇2個(gè)單位的分辨率是顯然不行的，因?yàn)槲覀冏x出了1這個(gè)數(shù)值，則2是讀不出來(lái)的，在選擇1個(gè)單位分辨率的基礎(chǔ)上，我們讀出來(lái)的1與真實(shí)的1的誤差就是精度。機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)于直光柵是有分辨率的設(shè)定的，需要讀取的數(shù)值間隔小于分辨率，機(jī)床就有可能會(huì)抖動(dòng)或出錯(cuò)等。
    對(duì)于式帶增量信號(hào)編碼器，能夠保持串行傳輸?shù)奈恢弥蹬c增量值同步，值確切的對(duì)應(yīng)一個(gè)增量信號(hào)，位置值一定在一個(gè)增量信號(hào)的正弦周期之內(nèi)。如13位式，帶512線的增量信號(hào)，位置間隔158秒，若要讀取兩個(gè)碼盤(pán)位置中間的一個(gè)位置是不合適的，但是，我們可以通過(guò)對(duì)其所帶的1Vpp增量信號(hào)進(jìn)行細(xì)分，如細(xì)分100倍，則相當(dāng)于在兩個(gè)位置之間又引入了幾個(gè)細(xì)分后的位置，我們可以在位置值的基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算細(xì)分后的增量脈沖數(shù)而讀取兩個(gè)位置之間的一個(gè)位置值，如：512線細(xì)分100倍，位置1數(shù)值是0，位置2數(shù)值是158，則讀取這兩個(gè)位置間的位置可以在位置1：數(shù)值0的基礎(chǔ)上多出一個(gè)脈沖則是25，兩個(gè)則是25x2=50……但是，帶增量信號(hào)的式編碼器本身是不帶細(xì)分的，這就要求用戶(hù)能自行的對(duì)增量信號(hào)進(jìn)行細(xì)分處理。