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如何判断编码器的分辨率,编码器的分辨率与线数、位数之间的关系

2019-10-21

编码器的分辨率如何理解,常见的编码器类型有绝对式编码器和增量式编码器,绝对和增量的概念大家应该清楚,最大的区别就是绝对位置是带有记忆的,编码器旋转的每个刻度都带有标记,断电重新上电后是可以记住位置的,而增量式的就是一个技术,旋转多少计多少数,断电后不记住位置。编码器配合电机可应用于角度、长度测量、转速测量、定位等场合。





编码的结构图如下,测量原理这里不说,主要说下它的分辨率,我们拿到一个编码器可以看到单位是P/R,ppr(pulse per revolution),在伺服电机后面的编码器还有1000线,2500线;15位,16位等单位的分辨率,很容易搞混淆。不管是什么单位,我们最终要知道的是编码器转一圈输出多少脉冲。常见的编码器输出信号有ABZ三相,其中AB相是脉冲输出信号,Z相是圈数,AB两相相差90°,根据A超前于B还是滞后于B来判断旋转方向。





首先我们看下P/R和ppr指的都是转一圈多少脉冲的意思,这很简单明了都能理解,看下线的单位:

编码器光电码盘的一周刻线,增量式码盘刻线可以10线、100线、2500线的刻线,只要你码盘能刻得下,编码器可以分辨的角度,对于一般计算,以360度/刻线数计算。

根据上面的解释,编码器光电码盘一圈分成多少份了,同样也能理解为转换成一圈多少脉冲,不过在计脉冲数的时候常常采用4倍频的方法计数,这样分辨率就调高了4倍,比如2500线的编码器的分辨率就是10000p/r了,如何理解4倍频和1倍频的区别,我们以下图脉冲方波来说明:





简单来说1倍频计数就是完整检测到一个周期的A和B方波输出一个脉冲,4倍频就是在一个周期内检测到A的1个上升沿1个下降沿和B的1个上升沿1个下降沿,每个上升沿或下降沿都输出一个脉冲,这样在一个周期周期内就输出4个脉冲,这样分辨率提高定位也精准了。

在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码盘,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数是双倍关系,码盘上的码道数是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件,当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成二进制数,以2的n幂次方输出。的概念来自于绝对值编码器:

比如2的15、17次方把码盘内部细分,这里注意线的概念转换成p/r的单位是没有经过倍频细分的过的,而15、17位是经过细分的,可以看出一般以“位”作为单位的分辨率要高于线的,编码器中对超过1000线的分辨率常常采用位来表示。