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旋转编码器的分辨率及精度 |
作者：冬莅控制 作者单位：冬莅自动化技术（上海）有限公司 2013年9月23日
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旋转编码器的精度，以角分、角秒为单位，与分辨率有一点关系，又不是全部，例如仍以德国海德汉的ROD400系列为例，其5000线以下的，海德汉提供的刻线精度为刻线宽度的1/20（与分辨率相关），6000-10000线的，精度为12角秒（与分辨率无关）。而海德汉的RON系列角度编码器，同样的是9000线—36000线，其RON200系列的精度是2.5~5角秒，RON700系列的是2角秒，RON800系列的是1角秒，RON900系列的是0.4角秒，都不由分辨率决定。实际上，影响编码器精度的有以下4个部分：
A：光学部分
B：机械部分
C：电气部分
D：使用中的安装与传输接收部分，使用后的精度下降，机械部分自身的偏差。
A编码器光学部分对精度的影响：
光学码盘—主要的是母板精度、每转刻线数、刻线精度、刻线宽度一致性、边缘精整性等。
光发射源—光的平行与一致性、光衰减。
光接收单元—读取夹角、读取响应。
光学系统使用后的影响—污染，衰减。
例如光学码盘,首先是母板的刻线精度,Heidenhain的母板据说其是在地下几十米双悬浮工作室内加工的，对于外界各种因素的影响减小到最小，甚至要考虑到海浪的次声波和远处汽车引擎的振动，为此，很多编码器厂家甚至向其购买母板。其次，加工的过程，光学成像的时间，温度，物理化学的变化，污染等，都会影响到码盘刻线的宽度和边缘性。所以，即使是一样的码盘刻线数，各家能做到的精度也是不同的。
B编码器机械部分对精度的影响：
轴的加工精度与安装精度。
轴承的精度与结构精度。
码盘安装的同心度，光学组建安装的精度。
安装定位点与轴的同心度。
例如，就轴承的结构而言，单轴承支撑结构的轴承偏差无法消除，而且经使用后偏差会更大，而双轴承结构或多支承结构，可有效降低单个轴承的偏差。
C编码器电气部分对精度的影响：
电源的稳定精度—对光发射源与接收单元的影响。
读取响应与电气处理电路带来的误差；
电气噪音影响，取决于编码器电气系统的抗干扰能力；
例如，如果电子细分，也会带来的误差，按照德国海德汉提供的介绍，海德汉编码器的细分电气误差与正余弦曲线的误差约在原始刻线宽度的1%左右。
D编码器使用中带来的精度影响：
安装时与测量转轴连接的同心度；
输出电缆的抗干扰与信号延迟（较长距离或较快频率下）；
接收设备的响应与接收设备内部处理可能的误差。
编码器高速旋转时的动态响应偏差。
最常见的是我们自己使用安装的方法与安装结果的偏差。
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