Точность интерполяции.

Чтобы определить положение линейной оси, головка считывания энкодера движется по шкале и «чтения» изменяется в свете (для оптических кодеров) или магнитного поля (для магнитных типов). По мере того, как головка чтения регистрирует эти изменения, он производит синусоидальные и косинусные сигналы, которые смещены друг от друга на 90 градусов (называемые «квадратурными сигналами»). Эти аналоговые и косинусные сигналы преобразуются в цифровые сигналы, которые затем интерполируются - в некоторых случаях, в размере 16 000 или более - для увеличения разрешения. Но интерполяция может быть точной только в том случае, если исходные аналоговые сигналы без ошибок. Любое несовершенство в синусоидальных и косинусных сигналах, называемом погрешностью подразделения, ухудшает качество интерполяции и снижает точность энкодера.

Погрешная ошибка является циклической, возникающей с каждым интервалом шкалы или сканирующего шага (т.е. с каждым сигнальным периодом), но она не накапливается и не зависит от масштаба или длины перемещения. Двумя основными причинами SDE являются механические неточности и смещение между масштабами и головой чтения, хотя гармонические нарушения также могут вызвать искажения в синусоидальных сигналах.

Использование схемы лиссаджори для определения подразделения

Чтобы проанализировать погрешность подразделения, величина сигнала синусоидальной волны нанесен на график xy против величины сигнала косинусной волны с течением времени. Это создает то, что называется «Lissajous».

С участком, сосредоточенным на координате 0,0, если сигналы сдвинуты ровно на 90 градусов и имеют амплитуду 1: 1, график образует идеальный круг. Погрешная ошибка может проявляться как смещение центральной точки или как различия в фазе (синус и косинус не совсем 90 градусов) или амплитуды между синусоидальными сигналами. Даже в высококачественных энкодерах SDE может составлять от 1 до 2 процентов от сигнального периода, поэтому электроника обработки сигналов часто включает в себя коррекции усиления, фазы и смещения, чтобы противостоять подразделениям.

Прямые диски требуют высоких кодеров

Точность энкодера важна для позиционирования приложений, управляемых механически связанными вращающимися двигателями, но точность особенно важна, когда используется линейный двигатель прямого привода. Разница заключается в том, как контролируется скорость.

В традиционном применении вращающегося двигателя вращающийся энкодер, прикрепленный к двигателю, предоставляет информацию о скорости, в то время как линейный энкодер предоставляет информацию о положении. Но в приложениях прямого привода нет роторного энкодера. Линейный энкодер обеспечивает обратную связь как для скорости, так и для положения, при этом информация о скорости получена из положения энкодера. Подразделение по подразделениям, которая ухудшает способность кодера точно сообщать о позиции и, следовательно, получить информацию о скорости, может привести к волновой скорости.

Кроме того, системы прямых приводов могут работать с высоким уровнем управления контуром, что позволяет им быстро реагировать на правильные ошибки в положении или скорости. Но по мере увеличения частоты ошибки контроллер не может идти в ногу с ошибкой, а двигатель привлекает больше тока, пытаясь ответить, что приводит к слышному шуму и чрезмерному нагреванию двигателя.