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技术精讲一篇文章带你精通编码器分辨率与精度 小广告：启程自动化培训 专注于自动化系统集成技术 培训对于传感器的分辨率与精度的理解，可以用我们所用的 机械三指针式手表打这样一个比喻：时针的分辨率是小时， 分针的分辨率是分，秒针的分辨率是秒，眼睛反应快的，通 过秒针在秒间的空格，我们甚至能分辨至约 0.3 秒，这是三 针式机械指针手表都可以做到的；而精度是什么，就是每个 手表对标准时间的准确性，这是每个手表都不同的，或者在 使用的不同时间里都不同的（越走越快的或越走越慢的） ， 大致在 1 秒至 30 秒之间。同样的，在旋转编码器的使用中， 分辨率与精度是完全不同的两个概念。 编码器的分辨率， 是指编码器可读取并输出的最小角度变化，对应的参数有： 每转刻线数（ line ）、每转脉冲数（ PPR）、最小步距（ Step）、 位（ Bit ）等。 编码器的精度，是指编码器输出的信号数 据对测量的真实角度的准确度，对应的参数是角分（′） 、 角秒（″）。 分辨率：线（ line ），就是编码器的码盘的光学刻线，如果编 码器是直接方波输出的，它就是每转脉冲数（ PPR）了（图 1）, 但如果是正余弦（ sin/cos）信号输出的，是可以通过信 号模拟量变化电子细分， 获得更多的方波脉冲 PPR 输出 （图 2 ），编码器的方波输出有 A 相与 B 相，相当于人的左右眼睛 （“相”字边旁有个“目” ），A 相与 B 相差 1/4 个脉冲周期， 可以判断旋转方向 （反过来就是 3/4 周期），也可以通过上升 沿与下降沿的判断， 就可以获得 1/4 脉冲周期的变化步距 （4 倍频），这就是最小测量步距（ Step）了，所以，严格地讲， 最小测量步距就是编码器的分辨率。正余弦信号 sincos,可通 过变化量与相位角细分 例如，德国 Heidenhain 的 ROD426 的 3600 线编码器，方波 输出，就是 3600ppr ，脉冲周期 0.1 度，通过 A 相 B 相 4 倍 频后，可获得 0.025 度的测量步距；而其提供的精度参数为 18 角秒（ 0.005 度）。 如果是 ROD486 的 3600 线的正余 弦信号输出，可进行 25 倍的电子细分，获得 90000 的脉冲 （ppr ），0.004 度的脉冲周期，通过 A/B 相的四倍频，可获 得 0.001 度最小测量步距的分辨率，而其原始编码器的精度 为 18 角秒（ 0.005 度，不含细分误差） 。 在以通讯数据输 出型的编码器或绝对值编码器，其输出的分辨率是以多少 “位”来表达，即 2 的幂次方的圆周分割度。 旋转编码器的精度，以角分、角秒为单位，与分辨率有一点 关系，又不是全部，例如仍以德国海德汉的 ROD400 系列为 例，其 5000 线以下的，海德汉提供的刻线精度为刻线宽度 的 1/20 （与分辨率相关），6000-10000 线的，精度为