編碼器分辨率

旋轉編碼器分辨率

分辨率又稱位數、脈沖數、幾線制（絕對型編碼器中會有此稱呼），對于增量型編碼器而言就是軸旋轉一圈編碼器輸出的脈沖個數；對于絕對型編碼器來說，則相當 于把一圈360°等分成多少份，例如分辨率是256P/R，則等于把一圈360°等分成了256，每旋轉1.4°左右輸出一個碼值。分辨率的單位是P /R。

編碼器的分辨率與編碼器的精度

       關于傳感器的分辨率與精度的理解，可以用我們所用的機械三指針式手表打這樣一個比喻：時針的分辨率是小時，分針的分辨率是分，秒針的分辨率是秒，眼睛反應 快的，通過秒針在秒間的空格，我們甚至能分辨至約0.3秒，這是三針式機械指針手表都可以做到的；而精度是什么，就是每個手表對標準時間的準確性，這是每 個手表都不同的，或者在使用的不同時間里都不同的（越走越快的或越走越慢的），大致在1秒至30秒之間。

        同樣的，在旋轉編碼器的使用中，分辨率與精度是完全不同的兩個概念。
編碼器的分辨率，是指編碼器可讀取并輸出的最小角度變化，對應的參數有：每轉刻線數（line）、每轉脈沖數（PPR）、最小步距（Step）、位 （Bit）等。


編碼器的精度，是指編碼器輸出的信號數據對測量的真實角度的準確度，對應的參數是角分（′）、角秒（″）。

分辨率：線（line），就是編碼器的碼盤的光學刻線，如果編碼器是直接方波輸出的，它就是每轉脈沖數（PPR）了（圖1）, 但如果是正余弦（sin/cos）信號輸出的，是可以通過信號模擬量變化電子細分，獲得更多的方波脈沖PPR輸出（圖2），編碼器的方波輸出有A相與B 相，A相與B相差1/4個脈沖周期，通過上升沿與下降沿的判斷，就可以獲得1/4脈沖周期的變化步距（4倍頻），這就是最小測量步距（Step）了，所 以，嚴格地講，最小測量步距就是編碼器的分辨率。
例如，德國海德漢的ROD426的3600線編碼器，方波輸出，就是3600ppr，脈沖周期0.1度，通過A相B相4倍頻后，可獲得 0.025度的測量步距；而其海德漢提供的精度參數為18角秒（0.005度）。 分辨率數值大于精度數值。
如果是德國海德漢的 ROD486的3600線的正余弦信號輸出，可進行25倍的電子細分，獲得90000的脈沖（ppr），0.004度的脈沖周期，通過A/B相的四倍頻， 可獲得0.001度最小測量步距的分辨率，而海德漢提供的原始編碼器的精度還是18角秒（0.005度），(不含細分誤差）。 分辨率數值小于精度數值。
在以通訊數據輸出型的編碼器或絕對值編碼器，其輸出的分辨率是以多少“位”來表達，即2的冪次方的圓周分割度。


所以，旋轉編碼器的分辨率可以用“線ｌｉｎｅ＂，每轉脈沖數ＰＰＲ，或“步距Ｓｔｅｐ”分別來表述。用線來表述，可能還可以再細分的，而有一些“１７位” 的編碼器，實際是針對步距的，已經細分好了的。 一個３６００線的編碼器，分辨率也完全有可能優于一個“１７位”的已經細分好的編碼器。

進口編碼器的替換（一） 增量型編碼器，絕對式編碼器

國內很多用戶有用進口編碼器(encoder)的，這些進口編碼器有些是隨設備進口進來，需要備件維護，有些為設備廠家仿制開發，需尋找相同功能的編碼 器，有些是業主或設計院為保證應用可靠性而指定的。然而，進口編碼器普遍價格貴，交貨周期長，進口廠商有些傲慢服務不到位，以及今后長期穩定的供應無法保 證，無法維修或維修成本高等等問題。而在實際應用中，由于進口編碼器交貨周期長或服務不到位，造成選型失當，交貨或工程驗收拖延，流水線幾近停產的故事時 常有發生。事實上，包括上海精浦機電公司等國內編碼器廠家已經引進了國外技術，開發生產的編碼器，已經可以替代大部分進口編碼器了，包括歐洲的品牌或日韓 的品牌，例如增量值編碼器、絕對值編碼器、包括絕對值多圈編碼器等，國內用戶不妨嘗試一下對于進口編碼器的替換，下面我們就來討論一下如何進行替換。

首先，進口編碼器的替換要具備三個基本概念：
一． 功能應用相當的替換
二． 使用可靠性性能的保證
三． 服務的專業性與準確性

先來講講（一）.功能應用相當的替換

功能上有5個基本要求：

一． 分辨率相當，前面講過的進口增量值編碼器普遍有 “-500”，“-512”，“-600”，“-1000”，“-1024”，“-2048”等分辨率，尤其是歐洲變頻器大部分用1024線，一般都可以 替換；而有些較高分辨率的，目前還有些難度；而絕對值單圈編碼器17位以下，如“8”“10”“12”“13”“16”“bit”等，上海精浦機電都可以 提供替換，還有是格雷余碼“180”“360”線等，我們也可以替換；絕對值多圈編碼器1212，1213，（或24bit，25bit，XXX425） 等，上海精浦機電公司的產品也大部分可以替換，而且上海精浦機電公司的GA、GM系列編碼器有些還具有內部智能功能，可自動適應12位與13位、24位與 25位，如一個13位的編碼器可同時適用于12位的，25位（1213）多圈的可同時適用于24位（1212）的替換。

二． 工作電壓，這個在進口編碼器的標簽上大部分能夠看得到“Power：xx V”，只要在替換時明確清楚不要弄錯，錯了也許不好用，也許就是燒壞零件了，所以還是蠻重要的。

三． 信號的輸出匹配，增量值的有OC（集電極開路）、RS422(line driver，差分長線驅動，TTL)、推挽式（HTL,push-pull）等，都能找到替換，而絕對值編碼器有并行（Parallel，信號輸出線很 多），SSI串行（信號線纜有clock+-,date+-），Canopen、Profibus-DP等總線（信號線纜有A,B等），也都已經可以在上 海精浦機電的GM系列絕對值產品系列中找到替換的了。
萬能信號輸出替換:上海精浦機電公司GA、GM系列還提供了一種智能化信號輸出，同時輸出 4—20mA和RS485信號，這兩種信號幾乎可以在所有的PLC或儀表、上位機上找到相應的連接接口，而絕對值編碼器工作的量程和分辨率單圈或多圈，都 是可以根據需要設定的。這種編碼器針對用戶不了解進口編碼器輸出情況的，替換進口就比較方便,不需要隨原來的編碼器輸出形式，而是根據實際應用直接使用 了。（上海精浦機電有限公司，咨詢電話021-36320991-0998）

四． 編碼器的原理性質，區分是增量值編碼器、絕對值單圈編碼器、絕對值多圈編碼器、特殊類型編碼器。現在大部分的增量值編碼器已經可以替換（例如用 GI60，HA78等），難度不大，而絕對值單圈編碼器17位（17Bit）以下的也都能用GMS412，GAS60替換，絕對值多圈編碼器，28位以下 的也都能替換（用GAX60或GMX425替換）。一般進口的編碼器標簽上會有 “-500”，“-512”，“-600”，“-1000”，“-1024”，“-2048”等數字的，大部分是增量值編碼器，上述數字就是輸出脈沖數； 而標簽上有“absolute”并有“8”“10”“12”“13”“16”“bit”等字樣的，大部分是單圈編碼器；而標簽上有 “absolute”“multiturn”，并有“1212”“1213”“24”“25”“26” 等字樣的，大部分是多圈絕對值編碼器；或者在歐洲一些品牌里，型號中有“S”的為單圈編碼器，型號中有“M”的為多圈編碼器。（型號中有“I”的，或信號 輸出有“A,B,Z”的，為增量值編碼器）

五． 外形的安裝匹配，外形上一個是法蘭的安裝形式，有夾緊法蘭、同步法蘭、軸套型等，可以看我以前的博客或上我們網站www.gemple.cn去了解；第二 個是外徑尺寸，現在普遍的是58、 60、65、78、90（mm）等等都能找到替換的，例如進口編碼器型號中XXM58(如AVM58)、(如AC58)、XXS58（如FVS58）、 XXI58（如AVI58）、XXS60、XXM60、XX65(如CE65)、XXX90等，大部分已經可以有國內產品可以替換；第三是軸徑，其實這個 好辦—通過聯軸器的孔徑可以調整安裝的。