工控数据精确测控伺服编码器的分辨率与极致精度对决
在伺服控制系统中，速度反馈和位置反馈的编码器扮演着至关重要的角色。选择编码器时，我们不仅要考虑其类型，还需审视接口、分辨率、精度以及防护等级，以确保它们能够满足用户的控制需求。特别是，对于运动控制而言，编码器的分辨率和精度关系密切。在这里，我们将探讨伺服编码器这两项关键性能指标。
首先，分辨率(resolution)是指编码器每个计数单位之间产生的距离，它决定了我们可以测量到的最小距离。对于旋转型编码器来说，这通常定义为一个完整圈所对应的脉冲数（如PPR）。而直线型编码器则以微米或纳米为单位来表示两个量化单位之间的距离。绝对值编码器则以位数来衡量，其输出基于实际位置二进制“字”。例如，一位16位绝对值编码器可提供65536个量化单位，每一圈都能记录如此之多的小刻度。
接着，精度(accuracy)衡量的是正常情况下实际值与设定值之间可重复平均偏差。这对于旋转型和直线型代码有不同的表现方式。一方面，角秒或者角分常被用作旋转型代码精度；另一方面，微米常用于直线型代码精度。而重要的是，即便高分辨率并不直接保证高精度。此举例说明了同等精度下的不同PPR（3600PPR vs 10000PPR）虽然第一者提供更大增量，但最后两者的测距相似性相同，只是后者能提供更细微增量。
此外，不同概念中的独立性也需要强调，如图示所示：尽管两个24 PPR 编号具有相同分辨率，但他们各自具有不同的准确性。当谈及准确性的同时，我们还会涉及另一种性能指标——“可重复性”。它描述的是在稳定条件下重新获得结果能力，而非与标准比较后的误差补偿能力。这意味着某些场景中，“可重复性”可能比准确性更加突出，因为如果系统具备良好的可重复性，那么通过补偿就能消除误差。
为了理解这些概念间联系，我们可以借助图表来观察三者的关系。此外，当讨论关于准确性的时候，由于往往将“准确”、“真实”并置，也许人们倾向于使用“真实程度”这个词汇。当我们提及高准确性的同时，又经常包含了高“可重复”的含义，就好像我们认为“正确”的事情就是那些拥有高度且一致行为的事物一样。
影响解读
当考虑到具体设备时，如增益传感器，可以通过信号细化提升其检测范围，从而提高其测得数据点数量，从而增加了总体上的处理能力。这类似的逻辑适用于其他类型的传感技术，比如由Siemens生产的一种sin/cos信号进行处理，这使得机电设备能够从原始信号捕捉更多详细信息，并进一步提升整个系统效率和灵敏程度。
然而，对于其他因素影响来说，如温度变化引起刻印条纹宽窄不一致，以及安装表面膨胀引发问题，都会导致整体性能降低。如果我们的目标是在极端环境下保持最佳状态，则必须寻找方法去减少这些因素造成的问题，比如采用特殊材料或设计特定的支持结构以抵抗这种变动带来的影响。
综上所述，在伺服电机领域内，与分辨率相关联的一个关键问题之一就是如何区别它与真正物理层面的实现效果。在很多情况下，无论哪种形式——无论是否使用sin/cos输入模式——即使存在大量潜力提升数据点数量，同时仍然可能存在物理上的限制，使得有效利用这些额外信息成为挑战。因此，在选择合适工具时，要仔细权衡现有的硬件选项，以找到既满足理论要求又能在实际应用中达到最高效益水平的情况。
