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德國kubler編碼器8.5868.34B2.B112

kubler增量編碼器的分辨率，倍頻與細分技術

庫伯勒增量編碼器碼盤是由很多光柵刻線組成的,，有兩個（或4個,，以后討論4個光眼的）光眼讀取A/B信號的，刻線的密度決定了這個增量型編碼器的分辨率,，也就是可以分辨讀取的最小變化角度值,。代表增量編碼器的分辨率的參數是PPR，也就是每轉脈沖數,，例如每圈刻線360線,，A/B每圈各輸出360個脈沖，分辨率參數就是360PPR,。那么這個編碼器可分辨的最小角度變化量是多少度呢,？就是1度嗎？

kubler增量編碼器的A/B輸出的波形一般有兩種,，一種是有陡直上升沿和陡直下降沿的方波信號,，一種是緩慢上升與下降，波形類似正弦曲線的Sin/Cos曲線波形信號輸出,，A與B相差1/4T周期90度相位,，如果A是類正弦Sin曲線，那B就是類余弦Cos曲線,。

對于方波信號,，A/B兩相相差90度相（1/4T），這樣,，在0度相位角,，90度，180度,，270度相位角,，這四個位置有上升沿和下降沿，這樣,，實際上在1/4T方波周期就可以有角度變化的判斷,，這樣1/4的T周期就是最小測量步距，通過電路對于這些上升沿與下降沿的判斷，可以4倍于PPR讀取角度的變化,，這就是方波的四倍頻,。這種判斷，也可以用邏輯來做,，0代表低,，1代表高，A/B兩相在一個周期內變化是00,，01,，11，10,。這種判斷不僅可以4倍頻,，還可以判斷旋轉方向。（即：二倍頻信號是通過A相和B相的“異或"轉換獲得,。四倍頻信號是通過A信號和B信號的正跳沿及負跳沿獲得,。）

那么，方波信號的最小分辨角度=360度/（4xPPR）,。

前面的問題：一個方波A/B輸出360PPR的增量編碼器,，最小分辨角度=0.25度。

嚴格地講,，方波最高只能做4倍頻,，雖然有人用時差法可以分的更細，但那基本不是增量編碼器推薦的,，更高的分頻要用增量脈沖信號是SIN/COS類正余弦的信號來做,，后續(xù)電路可通過讀取波形相位的變化，用模數轉換電路來細分,，5倍,、10倍、20倍,，甚至100倍以上，分好后再以方波波形輸出（PPR）,。分頻的倍數實際是有限制的,，首先，模數轉換有時間響應問題,，模數轉換的速度與分辨的精確度是一對矛盾,，不可能無限細分，分的過細,，響應與精準度就有問題,；其次，原編碼器的刻線精度，輸出的類正余弦信號本身一致性,、波形度是有限的,，分的過細，只會把原來碼盤的誤差暴露得更明顯,，而帶來誤差,。細分做起來容易，但要做好卻很難,，其一方面取決于原始碼盤的刻線精度與輸出波形度,，另一方面取決于細分電路的響應速度與分辨精準度。例如,，德國的工業(yè)編碼器,，推薦的最佳細分是20倍，更高的細分是其推薦的精度更高的角度編碼器,，但旋轉的速度是很低的,。

一個增量編碼器細分后輸出A/B/Z方波的，還可以再次4倍頻,，但是請注意,，細分對于編碼器的旋轉速度是有要求的，一般都較低,。另外,，如原始碼盤的刻線精度不高、波形不,，或細分電路本身的限制,，細分也許會波形嚴重失真，大小步,，丟步等,，選用及使用時需注意。

前面的問題：一個正余弦A/B輸出360PPR的增量編碼器,，最小分辨角度可能是0.01度（如果25倍分頻,，且原始碼盤精度有保證）。

有些增量編碼器,，其原始刻線可以是2048線（2的11次方,，11位），通過16倍（4位）細分,，得到15位PPR,，再次4倍頻（2位），得到了17位（Bit）的分辨率,，這就是有些日系編碼器的17位高位數編碼器的得來了,，它一般就用“位,，Bit"來表達分辨率了。這種日系的編碼器在較快速度時,，內部仍然要用未細分的低位信號來處理輸出的,，要不然響應就跟不上了，所以不要被它的“17位"迷惑了,。

分辨率與精度的概念：編碼器以每旋轉360度提供多少的通或暗刻線稱為分辨率,，或直接稱編碼器工作時每圈輸出的脈沖數，一般在每轉分度5~25000線,。而精度是指每個讀數與標準位置的最大誤差,，兩者不是一個概念，精度由碼盤刻線,、轉軸同心度,、材料的溫度特性、電子讀數的即時等各方面因數決定,。

提高分辨率的意義：提高編碼器的分辨率不是為提高精度,，而是為了讓運動過程更加平順，尤其是在低速,，另外降低無效功,。

KUEBIER編碼器一般分為增量型與型，它們存著大的區(qū)別：在增量編碼器的情況下,，位置是從零位標記開始計算的脈沖數量確定的,，而型編碼器的位置是由輸出代碼的讀數確定的。

KUBLER編碼器的機械安裝使用:

型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝,、低速端安裝,、 輔助機械裝置安裝等多種形式。 高速端安裝:安裝于動力馬達轉軸端. (或齒輪連接),，此方法優(yōu)點是分辨率高,，由于多圈編碼器有4096圈，馬達轉動圈數在此量程范圍內,，可充分用足量程而提高分辨率,，缺點是運動物體通過減速齒輪后，來回程有齒輪間隙誤差,，一般用于單向高精度控制定位,， 例如車軋 鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端,，馬達抖動須較小，不然易損壞編碼器,。

低速端安裝:安裝于減速齒輪后,，如卷揚鋼絲繩卷筒的軸端或后一節(jié)減。

德國KUBLER多圈編碼器另一個優(yōu)點是由于測量范圍大，使用往往富裕較多,， 這樣在安裝時不必要費勁找零點,， 將某一中間位置作為起始點就可以了，大大簡化了安裝調試難度,。紡織機械,、灌溉機械、造紙印刷,、水利閘門,、機器人及機械手臂、港口起重機械,、鋼鐵冶金設備,、重型機械設備、精密測量設備,、機床,、食品機械。

絕對型旋轉編碼器的機械安裝有高速端安裝,、低速端安裝,、

輔助機械裝置安裝等多種形式。

高速端安裝:安裝于動力馬達轉軸端(或齒輪連接),，此方法優(yōu)點是分辨率高,，由于多圈編碼器有4096圈，馬達轉動圈數在此量程范圍內,，可充分用足量程而提高分辨率,，缺點是運動物體通過減速齒輪后，來回程有齒輪間隙誤差,，一般用于單向高精度控制定位,，例如軋鋼的輥縫控制。另外編碼器直接安裝于高速端,，馬達抖動須較小,，不然易損壞編碼器。

低速端安裝:安裝于減速齒輪后,，如卷揚鋼絲繩卷筒的軸端或最后一節(jié)減速齒輪軸端,，此方法已無齒輪來回程間隙，測量較直接,，精度較高,，此方法一般測量長距離定位，例如各種提升設備,，送料小車定位等,。

德國kubler編碼器8.5868.34B2.B112