怎么為電機(jī)控制系統(tǒng)選擇合適的編碼器？

在為電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)選擇Hengstler編碼器時(shí)，需要讀懂很多的相關(guān)技術(shù)術(shù)語，可用的數(shù)據(jù)量可能非常大。需要提及的三個(gè)重要術(shù)語：分辨率、準(zhǔn)確度和精度，這些術(shù)語相互獨(dú)立，每一個(gè)都指特定的編碼器屬性，它們不能相互轉(zhuǎn)換。每個(gè)特定的亨士樂編碼器型號(hào)都可以在特定的分辨率范圍內(nèi)使用。例如，編碼器有20種不同的分辨率，范圍在64 CPR到10000 CPR之間不等。


分辨率

在數(shù)學(xué)、科學(xué)和工程中，術(shù)語“分辨率”指的是可以測(cè)量或觀察到的最小距離。為了制作增量編碼器，編碼器廠家制作了一種將光盤分成不同區(qū)域的光盤。例如，常見的圖案由打印在透明光盤上的線條和窗口組成。


當(dāng)LED在磁盤上發(fā)光時(shí)，光照射到窗口或線條，窗口允許光通過磁盤到達(dá)另一側(cè)的光傳感器，當(dāng)磁盤旋轉(zhuǎn)時(shí)，編碼器模塊通道a輸出是一行高信號(hào)和低信號(hào)，其值取決于光傳感器是否接收到光（高）或無光（低）。


當(dāng)應(yīng)用于光學(xué)編碼器時(shí)，編碼器分辨率以每轉(zhuǎn)周期（CPR）為單位測(cè)量，分辨率是輸出信號(hào)隨每轉(zhuǎn)增加的次數(shù)。這個(gè)數(shù)字可以根據(jù)磁盤上的行數(shù)進(jìn)行調(diào)整；特別是對(duì)于更高的分辨率，它可以是行數(shù)的倍數(shù)，磁盤上的行數(shù)始終取決于分辨率，典型值從低分辨率（如32或64）到高分辨率（如5000或10000）。

物理上，在磁盤上最基本的形式中，一個(gè)循環(huán)由一個(gè)行/窗口對(duì)組成，CPR與行數(shù)、窗口數(shù)或行/窗口對(duì)數(shù)相同。在電氣上，一個(gè)周期指編碼器輸出波形的完整周期，一個(gè)高脈沖和一個(gè)低脈沖的周期相當(dāng)于360電子度。

CPR指的是圓盤上的線和窗的數(shù)量或旋轉(zhuǎn)的電氣循環(huán)，在這兩種情況下，每轉(zhuǎn)周期都是相同的數(shù)字，因?yàn)槊繉?duì)線/窗產(chǎn)生每一個(gè)電氣循環(huán)，每轉(zhuǎn)周期也給出了我們可以測(cè)量的最小距離除以每轉(zhuǎn)360°機(jī)械度，即每循環(huán)的機(jī)械度。

分辨率倍增器

磁盤的分辨率與物理磁盤上的實(shí)際行數(shù)或窗口數(shù)有關(guān)，最簡(jiǎn)單的行數(shù)形式是分辨率，運(yùn)動(dòng)控制器可以從這些行生成輸出波形，并從同一磁盤生成更高的分辨率。增量編碼器通常使用正交方法。


增加了另一個(gè)LED和光電傳感器，取代了第一個(gè)LED的90度角。請(qǐng)注意，90度角為1/4相位或象限，產(chǎn)生第二個(gè)輸出波形，通道LED B與通道LED a的相位相差90度。


現(xiàn)在可以確定方向，從Led A到Led B，即順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，分辨率可以乘以2或4的系數(shù)，這稱為分辨率倍增，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以選擇接口芯片（例如LS7183N）計(jì)數(shù)。通過使用編碼器來實(shí)現(xiàn)。


例如，考慮一個(gè)磁盤上有100行和窗口的編碼器，亨士樂編碼器的分辨率為100 CPR。

x1-如果我們?cè)诖疟P旋轉(zhuǎn)時(shí)計(jì)算每個(gè)通道的上升沿脈沖，我們每轉(zhuǎn)100個(gè)脈沖（100 PPR），這與100 CPR的分辨率相同，相同的期望值乘以1。

x2-如果我們計(jì)算通道A的每個(gè)上升沿和每個(gè)下降沿，我們每個(gè)周期得到2個(gè)計(jì)數(shù)，這意味著每轉(zhuǎn)增加200個(gè)計(jì)數(shù)（200 PPR）。

x 4-如果我們計(jì)算通道A和通道B的每個(gè)上升沿和下降沿，我們每個(gè)周期得到4個(gè)計(jì)數(shù)，每轉(zhuǎn)總計(jì)400個(gè)計(jì)數(shù)（400 PPR）。

請(qǐng)注意，我們沒有改變光盤的分辨率，它保持不變，這取決于每轉(zhuǎn)的周期數(shù)，但通過對(duì)輸出波形進(jìn)行不同的解碼，我們能夠在光盤電纜上獲得最多4倍于每轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)。

小結(jié)

始終選擇最高分辨率的Hengstler編碼器最佳實(shí)踐是評(píng)估應(yīng)用程序并選擇滿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選擇的一些原因：成本：分辨率越高，成本越高。處理時(shí)間：讀取每個(gè)周期需要時(shí)間。CPR越高，所需時(shí)間越長。高速應(yīng)用：縮短每個(gè)周期的讀取時(shí)間。抖動(dòng)：敏感系統(tǒng)可能對(duì)高分辨率信息反應(yīng)過度。大小：在某些情況下，較高的分辨率可能會(huì)影響大小。

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