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精度與分辨率

發布時間: 2012-07-06  點擊次數: 3120次
精度與分辨率
     “精度”是用來描述物理量的準確程度,其反應的是測量值與真實值之間的誤差,而“分辨率”是用來描述刻度劃分的,其反應的是數值讀取過程中所能讀取的zui小變化值。簡比喻:一把常見的量程為10厘米的刻度尺,上面有100個刻度,zui小能讀出1毫米的有效值。那么我們就說這把尺子的分辨率是1毫米,他只能1、2、3、4……100這樣讀值;而它的實際精度就不得而知了,因為用這把尺讀出來的2毫米,我們并不知道他與真實的2毫米之間的誤差值。而當我們用火來烤一下它,并且把它拉長一段,然后再考察一下它。我們不難發現,它還有100個刻度,因而它的“分辨率”還是1毫米,跟原來一樣!然而,它的精度顯然已經改變了。
      對于編碼器來說,“分辨率”除了與刻線數有關外,還會因電氣信號方面的影響而改變,它是可調的,可控的,它可以隨著對信號的細分而改變,細分倍數越高,分辨率越小,但是細分倍數越高,引入加大的誤差就越大。而精度,更多的偏向于機械方面,一個產品生產出來后,他的精度基本已經固定(有些高精度的產品可以對信號進行補償等來提高精度),這個數值是通過檢測出來的,它與產品的做工,材料等綜合性能息息相關,我們難以通過計算來得出一個具體的數值作為精度的依據,大多只能在使用的過程當中判斷出精度的好壞來。
      例如,對于13bit的ECN413,其碼盤上的位置數為:8192,則:計算出的分辨率為158角秒,也就是說,在讀取數值的時候,要求數值間的跳動是158角秒,如果要讀取的*個數值是0,則第二個讀取的數值要大于158,若要小于158,則我們需要選取更小的分辨率。當要讀取158這個數值的時候,由于誤差的存在,并不可能得到的158秒,編碼器所讀取出來的158秒與真實158秒之間的誤差,就取決于精度了。所以說,精度,是在分辨率的基礎上來談的。
      而并非越細分得到小的分辨率就越好,因為細分會引入誤差和擴大誤差,過度的細分將無法保證精度!需要多少倍的細分,能做到多少倍的細分,前提必須是在保證精度的基礎上進行的,因為精度在使用前的不可見性而高倍細分是不負責任的。碼盤質量越高,刻線越好,信號質量信號越好,細分后產生的誤差就越小,這受到一臺編碼器綜合性能的影響,這也就是為什么會在相同的參數下,會有不同品牌,不同價位編碼器的一個原因。
      例如,我們要讀取的數值為1、2、4、7、8,我至少要選擇1個單位的分辨率,選擇2個單位的分辨率是顯然不行的,因為我們讀出了1這個數值,則2是讀不出來的,在選擇1個單位分辨率的基礎上,我們讀出來的1與真實的1的誤差就是精度。機床上的數控系統對于直光柵是有分辨率的設定的,需要讀取的數值間隔小于分辨率,機床就有可能會抖動或出錯等。
      對于式帶增量信號編碼器,能夠的保持串行傳輸的位置值與增量值同步,值確切的對應一個增量信號,位置值一定在一個增量信號的正弦周期之內。如ECN413為13位式,帶512線的增量信號,位置間隔158秒,若要讀取兩個碼盤位置中間的一個位置是不合適的,但是,我們可以通過對其所帶的1Vpp增量信號進行細分,如細分100倍,則相當于在兩個位置之間又引入了幾個細分后的位置,我們可以在位置值的基礎上,通過計算細分后的增量脈沖數而讀取兩個位置之間的一個位置值,如:512線細分100倍,位置1數值是0,位置2數值是158,則讀取這兩個位置間的位置可以在位置1:數值0的基礎上多出一個脈沖則是25,兩個則是25x2=50……但是,帶增量信號的式編碼器本身是不帶細分的,這就要求用戶能自行的對增量信號進行細分處理。




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