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关于Dynapar编码器分辨率、精度的正解选择。

编辑:Hengstler(亨士乐)编码器    发布时间:2022-06-17 08:47:46

摘要:Dynapar编码器精度是对编码器读出的值与被测量的实际物理值之间的误差的度量。编码器分辨率图编码器分辨率是编码器轴旋转一圈或线性标尺 1 in/mm 中测量段或单位的数量。系统可能具有非常高的可重复性并且仍然不准确。相反,系统可以表现出高精度但可重复性差。
关于Dynapar编码器分辨率、精度的正解选择。

编码器分辨率、编码器精度和系统可重复性

丹纳帕编码器反馈对于许多自动化应用程序的性能至关重要。如果指定得当,Dynapar编码器将以适合预算的价格提供支持有效定位所需的结果,选择不当会降低系统性能。为了理解如何以及为什么,我们需要一起讨论适用于编码器的精度、分辨率和可重复性的概念。

编码器分辨率

编码器分辨率图编码器分辨率是编码器轴旋转一圈或线性标尺 1 in/mm 中测量段或单位的数量。编码器分辨率通常以增量编码器的每转脉冲数 (PPR) 和绝对编码器的位数来衡量。

关于Dynapar编码器分辨率、精度的正解选择。

编码器脉冲是指编码器可以测量或显示的给定物理量的最小段。换句话说,它是编码器可以监控设备的粒度。在一个光学编码器码盘,刻划的图案越密集,分辨率越高。

旋转编码器的直接分辨率高达每转 10,000 个脉冲 (PPR),通过插值可提供高达 40,000 PPR 的分辨率。线性标尺提供微米量级的分辨率。

关于丹纳帕编码器的一个常见误解是假设更高的分辨率可以提高整个系统的准确性。需要注意的是,提高分辨率不会补偿后一种错误(见图 1)。每转增加更多脉冲可能会提高编码器报告位置的能力,但如果存在系统误差,更高的分辨率将无法纠正它。

关于Dynapar编码器分辨率、精度的正解选择。

上面的两个示例具有完全相同的分辨率(24 个计数),但精度却大不相同。这是高分辨率无法提高准确性的一个例子。

编码器精度

Dynapar编码器精度是对编码器读出的值与被测量的实际物理值之间的误差的度量。编码器精度以弧分或弧秒为单位,20 弧分(0.3 度)或更好,通常被认为是高精度编码器,某些精密设备约为 5 弧秒(0.0014 度)。

多个错误源会降低编码器读数的准确性。这些来源之一可以是编码器本身。例如,光学编码盘上的线宽可以变化。这可能会在编码器生成的脉冲时序中引入一个小误差。如果误差量已知,则可由控制器校准。找出误差的一种方法是使用外部高精度编码器测量误差量,重新校准然后移除精密编码器,以便系统能够以比以前更高的精度运行。

在其他情况下,错误源于被监控的设备。齿轮箱可能有齿隙,或者丝杠可能在其运动中发挥作用。重要的是要记住,编码器只能报告它正在监控的设备的位置。如果出现机械错误,编码器将无法提高性能。

系统可重复性和编码器

编码器的第三个关键特性是可重复性。可重复性是衡量系统返回相同命令位置的一致性程度。对于编码器,可重复性通常比精度高 2-10 倍。与精度一样,可重复性也有来自多个来源的误差贡献,包括编码器和被定位的设备。尽管某些类型的编码器(例如电容式编码器)会遭受在多个周期内累积的累积误差,但这是例外而不是规则。用于自动化的最常见编码器类型,例如光学和磁性编码器,旨在防止累积误差。

系统中的机械误差可能会降低系统的可重复性,包括齿轮间隙、滞后、皮带张紧不当等。与分辨率一样,用户经常认为购买具有非常高重复性的编码器会产生最佳结果。事实并非如此。即使是具有近乎完美可重复性的编码器也无法在机械重复性差的系统上进行改进,丹纳帕编码器所能做的就是将结果进行反馈。

系统可能具有非常高的可重复性并且仍然不准确。相反,系统可以表现出高精度但可重复性差。

精度是指绝对定位值,而可重复性量化了系统以相同精度重复相同动作的能力。高精度和高可重复性似乎很理想,但代价是系统成本高,应用程序可能无法达到那种性能水平。同时,如果应用真的强调精度,高重复性可能仍然不能满足系统需求。零精度和低可重复性通常不适用于任何应用。

为了优化性能,系统设计人员需要选择能够提供准确度、分辨率和可重复性的正确组合的编码器。例如,对于取放应用,最佳选择可能是运行精度适中但重复性非常高的编码器。Dynapar编码器的精度误差可以校准出来,而重复性保证了机械臂每次都会去到相同的位置。定长切割应用可能会受益于高精度,但只有适度的可重复性。

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