보간의 정확도.

선형 축의 위치를 ​​결정하기 위해 인코더 읽기 헤드는 스케일을 따라 이동하며 빛(광학 인코더의 경우) 또는 자기장(자기 인코더의 경우)의 변화를 "읽습니다". 읽기 헤드는 이러한 변화를 감지하여 서로 90도씩 어긋난 사인 및 코사인 신호("직교 신호"라고 함)를 생성합니다. 이러한 아날로그 사인 및 코사인 신호는 디지털 신호로 변환된 후 보간됩니다. 경우에 따라 16,000배 이상 보간하여 분해능을 높입니다. 하지만 보간은 원래 아날로그 신호에 오류가 없는 경우에만 정확할 수 있습니다. 사인 및 코사인 신호의 불완전성(세분 오류라고 함)은 보간 품질을 저하시키고 인코더의 정확도를 떨어뜨립니다.

세분 오차는 순환적이며, 스케일 또는 스캐닝 피치의 각 간격(즉, 각 신호 주기)마다 발생하지만 누적되지 않으며 스케일 또는 이동 길이와 무관합니다. SDE의 두 가지 주요 원인은 기계적 부정확성과 스케일과 판독 헤드 사이의 정렬 불량이지만, 고조파 교란 또한 사인 및 코사인 신호의 왜곡을 유발할 수 있습니다.

리사주 패턴을 사용하여 하위 구분 오류 결정

세분화 오차를 분석하기 위해, 사인파 신호의 크기를 코사인파 신호의 크기에 대해 시간 경과에 따라 XY 그래프에 표시합니다. 이를 "리사주" 패턴이라고 합니다.

플롯의 중심이 0,0 좌표일 때, 신호의 위상이 정확히 90도만큼 변하고 진폭이 1:1이면 플롯은 완벽한 원을 형성합니다. 세분 오차는 중심점의 오프셋, 또는 사인 신호와 코사인 신호 간의 위상 차이(사인 및 코사인 신호가 정확히 90도가 아닌 위상 변이) 또는 진폭 차이로 나타날 수 있습니다. 고품질 인코더에서도 SDE는 신호 주기의 1~2%에 해당할 수 있으므로, 신호 처리 전자 장치는 세분 오차를 상쇄하기 위해 이득, 위상 및 오프셋 보정을 포함하는 경우가 많습니다.

직접 구동에는 고정밀 인코더가 필요합니다.

인코더 정확도는 기계적으로 연결된 회전 모터로 구동되는 위치 결정 애플리케이션에서 중요하지만, 직접 구동 선형 모터를 사용할 경우 정확도가 특히 중요합니다. 차이점은 속도 제어 방식에 있습니다.

기존의 회전 모터 애플리케이션에서는 모터에 부착된 회전 인코더가 속도 정보를 제공하고, 선형 인코더는 위치 정보를 제공합니다. 그러나 직접 구동 애플리케이션에서는 회전 인코더가 없습니다. 선형 인코더는 속도와 위치 모두에 대한 피드백을 제공하며, 속도 정보는 인코더의 위치로부터 도출됩니다. 인코더가 위치를 정확하게 보고하고 속도 정보를 도출하는 능력을 저해하는 세분 오차는 속도 리플을 유발할 수 있습니다.

또한, 직접 구동 시스템은 높은 제어 루프 게인으로 작동할 수 있어 위치 또는 속도 오류를 신속하게 수정할 수 있습니다. 그러나 오류 빈도가 증가함에 따라 컨트롤러가 오류를 따라잡지 못하고 모터는 응답을 위해 더 많은 전류를 소비하여 가청 소음과 과도한 모터 발열을 초래합니다.