编码器是运动控制系统的关键部件，因为它们向控制器发送反馈信号，以确定诸如位置、计数、速度和方向等因素。用来描述编码器功能的最常见的术语是分辨率、精度和精度。
这些术语的用法之所以令人困惑，是因为它们通常可以互换使用。如果一个编码器有高分辨率，这不就意味着它是准确的吗?如果它是准确的，那它就必须是精确的，对吧?
事实上，这些术语是相互独立的，每个术语都指的是不可互换的特定编码器特征。
为了更好地理解这一点，我们联系了绝对和增量编码器供应商US Digital的首席运营官Neal Donowitz。
决议
Donowitz说:“当应用于光编码器时，分辨率指定了输出信号每转高电平的次数。“这个数字可以匹配磁盘上的行数，或者，特别是在更高分辨率的情况下，它可以是行数的倍数。”
Donowitz提到的线是一个物理现实(即编码器使用的物理磁盘上的物理线-参见图像)。磁盘上的行数表示磁盘的分辨率。典型值范围从32或64这样的低数值到5,000或10,000或更高分辨率。
Donowitz说:“然而，运动控制器可以解释这些线产生的输出波形，并产生更高的分辨率。”这是可能的增量编码器通过正交，在编码器中增加一个额外的LED和光电传感器，使编码器的分辨率与编码器磁盘上的物理线显示的分辨率相乘2或4倍。
值得注意的是，到目前为止讨论的分辨率问题与增量式光学编码器有关。绝对编码器的操作方式是不同的，Donowitz说。他们为磁盘上的每个位置输出唯一的代码——每个代码都是绝对的，这意味着它不同于磁盘上的任何其他代码。它指定了磁盘上唯一的绝对位置。绝对编码器的分辨率定义为磁盘360度旋转时，每次旋转的位置数。”
绝对编码器不使用求积法，因此不存在与增量编码器相同的分辨率乘法。然而，带有条形码的绝对编码器可以提供可编程分辨率。例如，一个12位编码器(每分辨率4,096个位置)可以被编程为每转输出2到4,096个代码。
精度
目标位置和实际位置之间的差异定义了编码器的精度。“在一个理想的世界里，它们是一样的。但在现实世界中，有很多变化。”编码器的实际位置可能与目标位置相差很小，这在编码器的精度规格中有说明。
对于旋转编码器，精度是以度、弧分或弧秒来测量的。使用哪个单位取决于所测量的编码器。度对于低精度编码器来说可能是足够的;分度或弧分适用于中等精度的编码器;而弧秒可以用于超高精度编码器。
Donowitz指出，由于编码器通常是较大运动控制系统的一部分，该系统的非编码器部分可能会对整个系统的精度产生巨大的影响。编码器制造商控制一些影响精度的因素，但最终用户控制特定应用的因素。”
为了解释编码器精度的差异，Donowitz举了一个制造商提供两种磁绝对编码器版本的例子——一种是12位分辨率，另一种是10位分辨率。编码器的数据表指出，虽然两种编码器的精度相同，但12位版本提供更高的分辨率。
“这两种编码器的精度是一样的，”Donowitz说。因此，这个例子说明了精度和分辨率之间是没有关系的。精度描述目标位置与实际位置的对比。分辨率描述磁盘划分的精细程度。它们是独立的性质。如果机器设计者需要一种能够每十分之一度报告一次位置的编码器，那么设计者需要的是更高的分辨率，而不是更高的精度——12位编码器将是一个不错的选择。”
精度
在解释了分辨率和精度之间的区别后，Donowitz说，精度的概念适用于运动控制系统的每一个部件，而不仅仅是编码器。例如，在切割长度应用中，编码器连接到驱动滚珠丝杠和定位切割线的执行器的电机上。现在假设系统被设定在12英寸的位置切断电线。在切断前四根电线后，测量结果如下:11.81英寸、11.82英寸、11.80英寸和11.81英寸。”
因为阅读的区别很小,Donowitz说,这将表明,系统具有良好的精度和误差可能来自几乎任何组件系统编码器,电机,在滚珠丝杠的线程,或者线性滑动轴承的。
为了纠正这个错误，Donowitz说，电线长度的差异可以用来校准应用程序。例如，你可以在12.00英寸的最终目标位置上增加0.20英寸，最终得到12.20英寸的补偿位置。当这些电线被切断时，它们将非常接近预期的12英寸的长度。”
多诺维茨解释说:“那么，精确度就是连续测量彼此之间的差异。”“具有可重复的位置误差的编码器可能具有良好的精度，即使它可能不是完全准确的。在这种情况下，精度可以用来补偿编码器的不精度。
基于Donowitz提供的解释，很容易理解为什么分辨率、准确性和精确度是相互独立的。总结一下:分辨率是指编码器每转或每英寸的周期数;精度是目标位置与实际报告位置的差值;精度是重复测量之间的差异。
Donowitz说:“理解分辨率、准确性和精度将帮助你在选择编码器时做出决定。”
要访问美国数字白皮书，更详细地解释编码器分辨率、精度和精度之间的差异，请访问:https://cdn.usdigital.com/assets/general/usd-encoder-precision.pdf。
