电机控制系统如何选择最佳编码器？

电机的运动控制系统选择一个编码器时，面临许多技术术语，可用的数据量可能非常庞大。三个值得注意的重要概念：分辨率、精度和精密度，这些术语是相互独立的，每一个都指一个特定的编码器特性，它们是不可互换的。任何特定型号的编码器都可以在一定的分辨率范围内使用。例如，一个编码器有20种不同的分辨率，从64 CPR到10000 CPR不等。

分辨率

在数学、科学和工程中，术语“分辨率”指定了可以测量或观测的最小距离，为了制作增量编码器，制造商创建了一个带有图案的磁盘，这个图案将磁盘划分为不同的区域。例如，一种常见的图案包括在透明磁盘上打印的线条和窗口。

当一个LED在磁盘上投射光线时，光线照射到一个窗口或一条线上，窗口允许光线通过磁盘到达另一侧的光传感器，当磁盘旋转时，编码器模块通道A的输出为一系列高信号和低信号，其值取决于光电传感器是否接收到轻（高）或不轻（低）。

当应用于光学编码器时，编码器分辨率以每转周期（CPR）为单位进行测量，分辨率指定输出的次数信号每转一圈就变高，这个数字可以与磁盘上的行数匹配；特别是在分辨率较高的情况下，它可以是行数的倍数，磁盘上的行数始终与分辨率有关，典型值范围从32或64这样的低分辨率到5000或10000这样的高分辨率超越。

物理上，在磁盘上最基本的形式，一个周期由一对线/窗口组成，CPR与行数、窗口数相同，或者行/窗口对的数目相同。电气方面，一个周期指编码器输出波形的一个完整周期，一个高脉冲和低脉冲一个循环等于360电子角。

CPR可以指磁盘上的行数和窗口数，或者一个旋转的电循环，无论哪种情况，每转周期都是相同的数字，因为每对线/窗正是产生每一个电循环的原因，每转周期也给了我们可以测量的最小距离，除以每转360°机械度数，即每个循环的机械度数。

分辨率倍增

磁盘的分辨率与物理磁盘上的实际线或窗口数量相关联，最基本形式的行数是分辨率，运动控制器可以由这些线产生的输出波形，并从同一磁盘产生更高的分辨率，增量式编码器通常使用正交的方法。

增加了另一个LED和光电传感器，取代了第一个LED的90度电角度，注意90°电角是1/4相位或象限，产生第二个输出波形，通道 Led B从通道Led A移相90度。

现在可以确定方向，从Led A 到 Led B即顺时针旋转，分辨率可以乘以2或4的系数，这叫做分辨率倍增，系统设计者可以通过使用编码器对接口芯片（如LS7183N）进行计数来实现。

举个例子，让我们看看一个编码器，它的磁盘上有100行和窗口，编码器的分辨率为100 CPR。

x 1–如果我们在磁盘旋转时计算每个通道的上升沿脉冲，我们将得到每转100个脉冲（100 PPR），这与100 CPR的分辨率相同，与1相乘的预期值相同。

x 2–如果我们计算通道A的每个上升沿和每个下降沿，我们将得到2每周期脉冲数，每转增加200个脉冲（200 PPR）。

x 4–如果我们计算通道A和通道B的每个上升沿和下降沿，我们将获得每个周期4个脉冲，每转总共400个脉冲（400 PPR）。

请注意，我们并没有改变磁盘的分辨率，它仍然保持设置，由每转的循环数决定，但是，通过以不同方式解码输出波形，我们可以得到高达4倍的脉冲每转磁盘上有线。

结论

总是选择最高分辨率的最佳实践是评估应用程序，并选择最低的分辨率，以满足你的需要，即使有更高的分辨率可用。一些高分辨率可能不是最佳选择的原因：成本：分辨率越高，成本越高。处理时间：读取每个周期需要时间。CPR越高需要的时间越长。高速应用：缩短读取每个周期的时间。抖动：敏感系统可能对高分辨率信息过度响应。尺寸：在某些情况下，较高的分辨率可能会影响尺寸。