有关伺服的增量式编码器与绝对式编码器的区别和各种术语解释


伺服多圈绝对值编辑器的优缺点

绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性,它无需记忆,无需找参考点,而且不用一直计数,什么时候需要知道位置,什么时候就去读取它的位置。这样,编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。

多圈编码器另一个优点是由于测量范围大,实际使用往往富裕较多,这样在安装时不必要费劲找零点,将某一中间位置作为起始点就可以了,而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显,欧洲新出来的伺服电机基本上都采用多圈绝对值型编码器。

增量与绝对是指的编码器是增量式还是绝对式。增量式只能记住它自己走了多少步,当然,还会有一个原点。在开机,第一次走过原点以前,它是不知道自己的位置在什么地方的。而绝对编码器只要上电就能知道自己现在所处的位置。绝对编码器需要刻更多的线,成本更高,性能更好,所以贵。


增量式与绝对式编码器的区别

编码器一个非常常见的分类方式是基于编码原理。增量式和绝对式编码器之间的差异可视作秒表和时钟之间的差异。秒表测量的是从开始时刻至结束时刻流逝的相对时间,因此可通过加上这个流逝的时间计算出实际时间。而时钟则相反,它显示的是一天内的确切当前时间。

与秒表类似,通过向已知的起始位置添加增量脉冲,增量式编码器指示的是运动的相对位置和方向。绝对式编码器可以类比时钟,它读取的是磁栅尺或磁环上的唯一磁化模式,因此可以知道绝对位置。


绝对式

绝对位置是一个自身完整并独立于任何其他位置或数值而定义的位置。绝对式编码器的主要优点是:开启电源后便可立即获得运动系统当前位置的信息。无需完成任何初始运动,而且与增量式编码器相反,绝对式编码器无需运动至参考位置。


精度

精度是输出值与实际值接近程度的度量 — 此处为实际位置与编码器报告位置之间的偏差。


CPR(每转计数)

每转的计数是每转中两个通道上的状态变化个数。


距离编码参考零位 (DCRM)

常见于直线或圆形增量式编码器,具有距离编码参考零位 (DCRM) 的栅尺允许测量系统在往返移动一小段距离后重新确定绝对位置。


编码器

编码器是一种将信息由某一特定格式(或编码)转换为其他特定格式(或编码)的设备、电路、传感器、软件程序或算法,转换的目的是由于标准化、速度或压缩的需要。

格雷码

格雷码是二进制计数系统中的一种特殊编码格式。格雷码和自然二进制之间的区别是相邻两数之间位元改变的方式。在格雷码中,每增加一个计数,只允许一个位元改变状态。


迟滞

迟滞是指从旋转或直线运动的不同方向来到相同位置时,报告位置之间的差异。


增量式

增量式编码器在开启时刻提供的位置值为零。报告位置的形式为相互移位四分之一个周期 (90°) 的两个信号。通常这些信号称为A quad B。信号格式可以是模拟(正弦/余弦)或数字。系统的分辨率被定义为两个信号的两次相邻转换之间的距离。栅尺每旋转一周将产生特定数量的等距脉冲。随着编码器运动,将产生一个脉冲流。每运动1个单位分辨率(增量),编码器输出一个状态变化。


细分

细分是将一个模拟输入信号循环(正弦/余弦)分割成多个数字输出信号 (A quad B) 循环的过程。


细分率

细分率是指一个输入信号周期内的输出测量步数。


最小边缘间隔

最小边缘间隔是指正交信号两个相邻边缘之间的最小可能时间。它用一段时间长度来表示(单位:μs)。典型选项为0.07 μs至20 μs。当指定增量式直线磁编码器时,您需要选择一个最小边缘间隔值,并在考虑分辨率的前提下,使之低于计数器的速度,并高于应用的最高速度。


MTTF(故障平均时间)

MTTF (M) = p × t / n

其中

p

安装的读数头个数


t

平均工作寿命


n

相关故障合计


PPR(每转脉冲数)

每转的脉冲数是每转的脉冲个数。


分辨率

分辨率是编码器能够检测到的最小运动度量。根据编码器类型不同,测量方式也不相同。


重复精度

  • 单向重复精度是以相同方向和相同条件运动时,多次测量结果中相同实际位置的不同报告位置之间的差异。

  • 双向重复精度是以相反方向和相同条件运动时,多次测量结果中相同实际位置的不同报告位置之间的差异。

  • 双向重复精度 = 单向重复精度 + 迟滞。


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