Precisione dell'interpolazione.

Per determinare la posizione di un asse lineare, un codificatore lettura la testa viaggia lungo una scala e le "letture" cambia nella luce (per gli encoder ottici) o sul campo magnetico (per tipi magnetici). Mentre la testa di lettura registra questi cambiamenti, produce segnali sinusoidali e coseno che vengono spostati a 90 gradi l'uno dall'altro (indicato come "segnali di quadratura"). Questi segnali analogici di seno e coseno vengono convertiti in segnali digitali, che vengono quindi interpolati - in alcuni casi, di un fattore di 16.000 o più - per aumentare la risoluzione. Ma l'interpolazione può essere accurata solo se i segnali analogici originali sono privi di errori. Qualsiasi imperfezione nei segnali seno e coseno-indicato come errore sub-divisionale-degrada la qualità dell'interpolazione e riduce l'accuratezza dell'encoder.

L'errore sub-divisionale è ciclico, che si verifica ad ogni intervallo della scala o del passo di scansione (cioè ad ogni periodo di segnale), ma non si accumula ed è indipendente dalla scala o dalla lunghezza di viaggio. Le due cause principali di SDE sono inesattezze meccaniche e disallineamento tra la scala e la testa di lettura, sebbene i disturbi armonici possano anche causare distorsioni nei segnali sinusoidali e coseno.

Utilizzando uno schema lissajous per determinare l'errore sub-divisionale

Per analizzare l'errore sub-divisionale, l'entità del segnale dell'onda sinusoidale viene tracciata su un grafico XY contro la grandezza del segnale dell'onda del coseno, nel tempo. Questo crea quello che viene definito un modello "lissajous".

Con la trama centrata sulla coordinata 0,0, se i segnali vengono spostati di esattamente 90 gradi e hanno un'ampiezza 1: 1, la trama formerà un cerchio perfetto. L'errore sub-divisionale può manifestarsi come offset del punto centrale, o come differenze nella fase (spostamento del seno e del coseno non esattamente a 90 gradi) o ampiezza tra i segnali seno e coseno. Anche negli encoder di alta qualità, la SDE può essere dall'1 al 2 percento del periodo di segnale, quindi l'elettronica di elaborazione del segnale spesso include le correzioni di guadagno, fase e offset per contrastare gli errori sub-divisionali.

Le unità dirette richiedono encoder ad alta precisione

L'accuratezza dell'encoder è importante per le applicazioni di posizionamento guidate da motori rotanti accoppiati meccanicamente, ma l'accuratezza è particolarmente critica quando viene utilizzato un motore lineare a trazione diretta. La differenza sta nel modo in cui la velocità è controllata.

In una tradizionale applicazione del motore rotante, un encoder rotante collegato al motore fornisce informazioni sulla velocità, mentre l'encoder lineare fornisce informazioni sulla posizione. Ma nelle applicazioni di azionamento diretto, non esiste un encoder rotante. L'encoder lineare fornisce feedback sia per velocità che per la posizione, con le informazioni sulla velocità derivate dalla posizione dell'encoder. L'errore sub-divisionale-che compromette la capacità dell'encoder di segnalare accuratamente la posizione e, pertanto, derivare informazioni di velocità-può portare a ondulazione di velocità.

Inoltre, i sistemi di azionamento diretto possono essere gestiti con guadagni ad alto controllo di controllo, che consente loro di rispondere rapidamente per correggere errori in posizione o velocità. Ma con l'aumentare della frequenza dell'errore, il controller non è in grado di tenere il passo con l'errore e il motore attira più corrente cercando di rispondere, con conseguente rumore udibile e riscaldamento del motore eccessivo.