보간의 정확성.

선형 축의 위치를 ​​결정하기 위해 엔코더 읽기 헤드는 스케일을 따라 이동하며 빛(광학 엔코더의 경우) 또는 자기장(자기 유형의 경우)의 변화를 "읽습니다". 읽기 헤드는 이러한 변경 사항을 등록하면서 서로 90도 이동된 사인 및 코사인 신호("직교 신호"라고 함)를 생성합니다. 이러한 아날로그 사인 및 코사인 신호는 디지털 신호로 변환된 후 분해능을 높이기 위해 어떤 경우에는 16,000배 이상 보간됩니다. 그러나 보간은 원래 아날로그 신호에 오류가 없는 경우에만 정확할 수 있습니다. 하위 분할 오류라고 하는 사인 및 코사인 신호의 불완전성은 보간 품질을 저하시키고 인코더의 정확도를 감소시킵니다.

세분화 오류는 주기적으로 발생하며 스케일 또는 스캐닝 피치의 각 간격(즉, 각 신호 주기)에서 발생하지만 누적되지 않으며 스케일 또는 이동 길이와 무관합니다. SDE의 두 가지 주요 원인은 기계적 부정확성과 스케일과 읽기 헤드 사이의 정렬 불량이지만, 고조파 교란으로 인해 사인 및 코사인 신호가 왜곡될 수도 있습니다.

Lissajous 패턴을 사용하여 세분화 오류 확인

세분화 오류를 분석하기 위해 사인파 신호의 크기는 시간 경과에 따라 코사인파 신호의 크기에 대해 XY 그래프에 표시됩니다. 이는 "리사주(Lissajous)" 패턴을 생성합니다.

플롯의 중심이 0,0 좌표인 경우 신호가 정확히 90도 위상 이동되고 1:1 진폭을 갖는 경우 플롯은 완벽한 원을 형성합니다. 분할 오류는 중심점의 오프셋이나 위상 차이(정확히 90도가 아닌 사인 및 코사인 이동) 또는 사인과 코사인 신호 간의 진폭으로 나타날 수 있습니다. 고품질 인코더에서도 SDE는 신호 주기의 1~2%일 수 있으므로 신호 처리 전자 장치에는 세분화 오류에 대응하기 위한 게인, 위상 및 오프셋 수정이 포함되는 경우가 많습니다.

다이렉트 드라이브에는 고정밀 엔코더가 필요합니다

기계적으로 연결된 회전 모터로 구동되는 위치 지정 애플리케이션에서는 엔코더 정확도가 중요하지만, 직접 구동 선형 모터를 사용할 때는 정확도가 특히 중요합니다. 차이점은 속도를 제어하는 ​​방법에 있습니다.

기존 회전식 모터 응용 분야에서는 모터에 부착된 회전식 인코더가 속도 정보를 제공하고 선형 인코더는 위치 정보를 제공합니다. 그러나 직접 구동 응용 분야에는 회전식 인코더가 없습니다. 선형 인코더는 속도와 위치 모두에 대한 피드백을 제공하며, 속도 정보는 인코더의 위치에서 파생됩니다. 위치를 정확하게 보고하여 속도 정보를 도출하는 엔코더의 능력을 손상시키는 세분화 오류는 속도 리플을 유발할 수 있습니다.

또한 직접 구동 시스템은 높은 제어 루프 게인으로 작동할 수 있으므로 위치나 속도의 오류 수정에 신속하게 대응할 수 있습니다. 그러나 오류 빈도가 증가함에 따라 컨트롤러는 오류를 따라잡을 수 없으며 모터는 응답을 위해 더 많은 전류를 소비하여 소음이 발생하고 모터가 과열됩니다.