精度和分辨率的区别.doc
【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流精度和分辨率的区别.精品文档.对于传感器的分辨率与精度的理解，可以拿千分尺为例，分辨率代表千分尺最多可以读到小数点后几位，但精度还与尺子的加工精度，测量方法有关系。 同样的，在旋转编码器的使用中，分辨率与精度是完全不同的两个概念。 编码器的分辨率，是指编码器可读取并输出的最小角度变化，对应的参数有：每转刻线数（line）、每转脉冲数（PPR）、最小步距（Step）、位（Bit）等。 编码器的精度，是指编码器输出的信号数据对测量的真实角度的准确度，对应的参数是角分（）、角秒（）。 分辨率：线（line），就是编码器的码盘的光学刻线，如果编码器是直接方波输出的，它就是每转脉冲数（PPR）了（图1）, 但如果是正余弦（sin/cos）信号输出的，是可以通过信号模拟量变化电子细分，获得更多的方波脉冲PPR输出（图2），编码器的方波输出有A相与B相，A相与B相差1/4个脉冲周期，通过上升沿与下降沿的判断，就可以获得1/4脉冲周期的变化步距（4倍频），这就是最小测量步距（Step）了，所以，严格地讲，最小测量步距就是编码器的分辨率。例如，德国海德汉的ROD426的3600线编码器，方波输出，就是3600ppr，脉冲周期0.1度，通过A相B相4倍频后，可获得0.025度的测量步距；而其海德汉提供的精度参数为18角秒（0.005度）。 分辨率数值大于精度数值。如果是德国海德汉的 ROD486的3600线的正余弦信号输出，可进行25倍的电子细分，获得90000的脉冲（ppr），0.004度的脉冲周期，通过A/B相的四倍频，可获得0.001度最小测量步距的分辨率，而海德汉提供的原始编码器的精度还是18角秒（0.005度），(不含细分误差）。 分辨率数值小于精度数值。在以通讯数据输出型的编码器或绝对值编码器，其输出的分辨率是以多少“位”来表达，即2的幂次方的圆周分割度。所以，旋转编码器的分辨率可以用“线，每转脉冲数，或“步距”分别来表述。用线来表述，可能还可以再细分的，而有一些“位”的编码器，实际是针对步距的，已经细分好了的。 一个 旋转编码器的精度，以角分、角秒为单位，与分辨率有一点关系，又不是全部，例如仍以德国海德汉的ROD400系列为例，其5000线以下的，海德汉提供的刻线精度为刻线宽度的1/20（与分辨率相关），6000-10000线的，精度为12角秒（与分辨率无关）。而海德汉的RON系列角度编码器，同样的是9000线36000线，其RON200系列的精度是2.55角秒，RON700系列的是2角秒，RON800系列的是1角秒，RON900系列的是0.4角秒，都不由分辨率决定。实际上，影响编码器精度的有以下4个部分： A：光学部分 B：机械部分 C：电气部分 D：使用中的安装与传输接收部分，使用后的精度下降，机械部分自身的偏差。 A编码器光学部分对精度的影响： 光学码盘主要的是母板精度、每转刻线数、刻线精度、刻线宽度一致性、边缘精整性等。 光发射源光的平行与一致性、光衰减。 光接收单元读取夹角、读取响应。 光学系统使用后的影响污染，衰减。 例如光学码盘,首先是母板的刻线精度,海德汉的母板是全世界公认第一的,据说其是在地下几十米双悬浮工作室内加工的，对于外界各种因素的影响减小到最小，甚至要考虑到海浪的次声波和远处汽车引擎的振动，为此，很多编码器厂家甚至向海德汉购买母板。其次，加工的过程，光学成像的时间，温度，物理化学的变化，污染等，都会影响到码盘刻线的宽度和边缘性。所以，即使是一样的码盘刻线数，各家能做到的精度也是不同的。 B编码器机械部分对精度的影响： 轴的加工精度与安装精度。 轴承的精度与结构精度。 码盘安装的同心度，光学组建安装的精度。 安装定位点与轴的同心度。 例如，就轴承的结构而言，单轴承支撑结构的轴承偏差无法消除，而且经使用后偏差会更大，而双轴承结构或多支承结构，可有效降低单个轴承的偏差。 C编码器电气部分对精度的影响： 电源的稳定精度对光发射源与接收单元的影响。 读取响应与电气处理电路带来的误差； 电气噪音影响，取决于编码器电气系统的抗干扰能力； 例如，如果电子细分，也会带来的误差，按照德国海德汉提供的介绍，海德汉编码器的细分电气误差与正余弦曲线的误差约在原始刻线宽度的1%左右。 D编码器使用中带来的精度影响： 安装时与测量转轴连接的同心度； 输出电缆的抗干扰与信号延迟（较长距离或较快频率下）； 接收设备的响应与接收设备内部处理可能的误差。 编码器高速旋转时的动态响应偏差。最常见的就是我们自己使用安装的方法与安装结果带来的偏差。线的编码器，分辨率也完全有可能优于一个“位”的已经细分好的编码器。太多做控制的对于编码器分辨率与精度的理解还是有偏差的,明明是精度的问题,却拿着一个高分辨的编码器就以为可以了,明明是个定位的问题,可从一开始就是分辨率,速度环的选择与设计，到最终的结果,却要一个位置环的精度的结果。在这里，也希望各位网友的参与讨论。
