怎么为电机控制系统选择合适的编码器？

怎么为电机控制系统选择合适的编码器？

在为电机的运动控制系统选择Hengstler编码器时，需要读懂很多的相关技术术语，可用的数据量可能非常大。需要提及的三个重要术语：分辨率、准确度和精度，这些术语相互独立，每一个都指特定的编码器属性，它们不能相互转换。每个特定的亨士乐编码器型号都可以在特定的分辨率范围内使用。例如，编码器有20种不同的分辨率，范围在64 CPR到10000 CPR之间不等。


分辨率

在数学、科学和工程中，术语“分辨率”指的是可以测量或观察到的最小距离。为了制作增量编码器，编码器厂家制作了一种将光盘分成不同区域的光盘。例如，常见的图案由打印在透明光盘上的线条和窗口组成。


当LED在磁盘上发光时，光照射到窗口或线条，窗口允许光通过磁盘到达另一侧的光传感器，当磁盘旋转时，编码器模块通道a输出是一行高信号和低信号，其值取决于光传感器是否接收到光（高）或无光（低）。


当应用于光学编码器时，编码器分辨率以每转周期（CPR）为单位测量，分辨率是输出信号随每转增加的次数。这个数字可以根据磁盘上的行数进行调整；特别是对于更高的分辨率，它可以是行数的倍数，磁盘上的行数始终取决于分辨率，典型值从低分辨率（如32或64）到高分辨率（如5000或10000）。

物理上，在磁盘上最基本的形式中，一个循环由一个行/窗口对组成，CPR与行数、窗口数或行/窗口对数相同。在电气上，一个周期指编码器输出波形的完整周期，一个高脉冲和一个低脉冲的周期相当于360电子度。

CPR指的是圆盘上的线和窗的数量或旋转的电气循环，在这两种情况下，每转周期都是相同的数字，因为每对线/窗产生每一个电气循环，每转周期也给出了我们可以测量的最小距离除以每转360°机械度，即每循环的机械度。

分辨率倍增器

磁盘的分辨率与物理磁盘上的实际行数或窗口数有关，最简单的行数形式是分辨率，运动控制器可以从这些行生成输出波形，并从同一磁盘生成更高的分辨率。增量编码器通常使用正交方法。


增加了另一个LED和光电传感器，取代了第一个LED的90度角。请注意，90度角为1/4相位或象限，产生第二个输出波形，通道LED B与通道LED a的相位相差90度。


现在可以确定方向，从Led A到Led B，即顺时针旋转，分辨率可以乘以2或4的系数，这称为分辨率倍增，系统设计师可以选择接口芯片（例如LS7183N）计数。通过使用编码器来实现。


例如，考虑一个磁盘上有100行和窗口的编码器，亨士乐编码器的分辨率为100 CPR。

x1-如果我们在磁盘旋转时计算每个通道的上升沿脉冲，我们每转100个脉冲（100 PPR），这与100 CPR的分辨率相同，相同的期望值乘以1。

x2-如果我们计算通道A的每个上升沿和每个下降沿，我们每个周期得到2个计数，这意味着每转增加200个计数（200 PPR）。

x 4-如果我们计算通道A和通道B的每个上升沿和下降沿，我们每个周期得到4个计数，每转总计400个计数（400 PPR）。

请注意，我们没有改变光盘的分辨率，它保持不变，这取决于每转的周期数，但通过对输出波形进行不同的解码，我们能够在光盘电缆上获得最多4倍于每转的计数。

小结

始终选择最高分辨率的Hengstler编码器最佳实践是评估应用程序并选择满足您需求的最低分辨率，即使有更高的分辨率可用。高分辨率可能不是最佳选择的一些原因：成本：分辨率越高，成本越高。处理时间：读取每个周期需要时间。CPR越高，所需时间越长。高速应用：缩短每个周期的读取时间。抖动：敏感系统可能对高分辨率信息反应过度。大小：在某些情况下，较高的分辨率可能会影响大小。

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