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精度与分辨率

发布时间: 2012-07-06  点击次数: 2970次
精度与分辨率
     “精度”是用来描述物理量的准确程度,其反应的是测量值与真实值之间的误差,而“分辨率”是用来描述刻度划分的,其反应的是数值读取过程中所能读取的zui小变化值。简比喻:一把常见的量程为10厘米的刻度尺,上面有100个刻度,zui小能读出1毫米的有效值。那么我们就说这把尺子的分辨率是1毫米,他只能1、2、3、4……100这样读值;而它的实际精度就不得而知了,因为用这把尺读出来的2毫米,我们并不知道他与真实的2毫米之间的误差值。而当我们用火来烤一下它,并且把它拉长一段,然后再考察一下它。我们不难发现,它还有100个刻度,因而它的“分辨率”还是1毫米,跟原来一样!然而,它的精度显然已经改变了。
      对于编码器来说,“分辨率”除了与刻线数有关外,还会因电气信号方面的影响而改变,它是可调的,可控的,它可以随着对信号的细分而改变,细分倍数越高,分辨率越小,但是细分倍数越高,引入加大的误差就越大。而精度,更多的偏向于机械方面,一个产品生产出来后,他的精度基本已经固定(有些高精度的产品可以对信号进行补偿等来提高精度),这个数值是通过检测出来的,它与产品的做工,材料等综合性能息息相关,我们难以通过计算来得出一个具体的数值作为精度的依据,大多只能在使用的过程当中判断出精度的好坏来。
      例如,对于13bit的ECN413,其码盘上的位置数为:8192,则:计算出的分辨率为158角秒,也就是说,在读取数值的时候,要求数值间的跳动是158角秒,如果要读取的*个数值是0,则第二个读取的数值要大于158,若要小于158,则我们需要选取更小的分辨率。当要读取158这个数值的时候,由于误差的存在,并不可能得到的158秒,编码器所读取出来的158秒与真实158秒之间的误差,就取决于精度了。所以说,精度,是在分辨率的基础上来谈的。
      而并非越细分得到小的分辨率就越好,因为细分会引入误差和扩大误差,过度的细分将无法保证精度!需要多少倍的细分,能做到多少倍的细分,前提必须是在保证精度的基础上进行的,因为精度在使用前的不可见性而高倍细分是不负责任的。码盘质量越高,刻线越好,信号质量信号越好,细分后产生的误差就越小,这受到一台编码器综合性能的影响,这也就是为什么会在相同的参数下,会有不同品牌,不同价位编码器的一个原因。
      例如,我们要读取的数值为1、2、4、7、8,我至少要选择1个单位的分辨率,选择2个单位的分辨率是显然不行的,因为我们读出了1这个数值,则2是读不出来的,在选择1个单位分辨率的基础上,我们读出来的1与真实的1的误差就是精度。机床上的数控系统对于直光栅是有分辨率的设定的,需要读取的数值间隔小于分辨率,机床就有可能会抖动或出错等。
      对于式带增量信号编码器,能够的保持串行传输的位置值与增量值同步,值确切的对应一个增量信号,位置值一定在一个增量信号的正弦周期之内。如ECN413为13位式,带512线的增量信号,位置间隔158秒,若要读取两个码盘位置中间的一个位置是不合适的,但是,我们可以通过对其所带的1Vpp增量信号进行细分,如细分100倍,则相当于在两个位置之间又引入了几个细分后的位置,我们可以在位置值的基础上,通过计算细分后的增量脉冲数而读取两个位置之间的一个位置值,如:512线细分100倍,位置1数值是0,位置2数值是158,则读取这两个位置间的位置可以在位置1:数值0的基础上多出一个脉冲则是25,两个则是25x2=50……但是,带增量信号的式编码器本身是不带细分的,这就要求用户能自行的对增量信号进行细分处理。