Jak dobrać liczbę kresek tarczy enkodera? Liczba kresek, interpolacja i rozdzielczość enkodera
Rozdzielczość enkodera jest równa liczbie kresek tarczy pomnożonej przez współczynnik powielenia lub interpolacji. Artykuł podaje wzory przeliczeniowe i typowe kombinacje, wyjaśnia zależność między podziałką a promieniem odczytu oraz różnicę między rozdzielczością a dokładnością, a także przedstawia kroki wyznaczania liczby kresek na podstawie wymagań.
2026-10-04 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Liczba położeń, które enkoder może rozróżnić na jeden obrót, zależy od dwóch czynników: liczby kresek tarczy oraz tego, na ile części głowica odczytowa i elektronika dzielą każdą kreskę.
Liczba zliczeń na obrót = liczba kresek × współczynnik powielenia lub interpolacji; rozdzielczość kątowa = 360° ÷ liczba zliczeń na obrót
Dla wyjścia prostokątnego przyjmuje się powielenie A/B ×4; dla wyjścia sinus/cosinus – współczynnik interpolacji.
| Liczba kresek | Sygnał | Współczynnik | Zliczenia na obrót | Rozdzielczość kątowa |
|---|---|---|---|---|
| 1000 | Prostokątny | ×4 | 4000 | 324″ (0.09°) |
| 2500 | Prostokątny | ×4 | 10000 | 129.6″ |
| 5000 | Prostokątny | ×4 | 20000 | 64.8″ |
| 2048 | Sinus/cosinus | ×1024 | 2097152 (21 bitów) | ok. 0.62″ |
Liczba kresek a podziałka
Przy tej samej liczbie kresek im mniejszy promień odczytu, tym mniejsza podziałka. Podziałka p = 2πr ÷ N: przy promieniu odczytu 20 mm i 2500 kreskach podziałka wynosi ok. 50 μm, a przy współczynniku wypełnienia 1:1 szerokość kreski to ok. 25 μm; 10 000 kresek przy tym samym promieniu daje podziałkę zaledwie ok. 12,6 μm. Im mniejsza podziałka, tym większa zależność od procesu fotolitografii i tym ściślej trzeba kontrolować szczelinę między głowicą odczytową a tarczą.
Rozdzielczość to nie dokładność
Rozdzielczość to najmniejszy rozróżnialny krok, a dokładność to odchylenie odczytu od rzeczywistego kąta. Na dokładność wpływają głównie trzy czynniki: błąd podziałki samych kresek, mimośrodowość tarczy i błąd interpolacji. Przy tarczy o promieniu odczytu 20 mm mimośrodowość 5 μm powoduje błąd ok. 52″, kilkadziesiąt razy większy niż rozdzielczość w ostatnim wierszu powyższej tabeli. Sposób obliczania błędu mimośrodowości opisuje artykuł Jaki błąd kątowy powoduje mimośrodowość tarczy 5 μm.
Wyznaczanie liczby kresek na podstawie wymagań
- Określić najmniejszy krok kątowy wymagany przez system i przeliczyć go na liczbę zliczeń na obrót
- Określić rodzaj sygnału: ×4 dla sygnałów prostokątnych; dla sinus/cosinus – współczynnik interpolacji obsługiwany przez głowicę odczytową lub układ scalony
- Liczba kresek = liczba zliczeń na obrót ÷ współczynnik; wybrać zbliżoną typową wartość, np. 1000, 1024, 2000, 2048, 2500 lub 5000
- Oszacować promień odczytu na podstawie średnicy zewnętrznej tarczy, obliczyć podziałkę i sprawdzić, czy mieści się w zakresie obsługiwanym przez głowicę odczytową
- Sprawdzić dopuszczalną mimośrodowość i błąd podziałki względem wymaganej dokładności i podać je w zapytaniu ofertowym
Artykuł opracował dział inżynieryjny Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics produkuje szklane tarcze enkodera, metalowe tarcze enkodera refleksyjne, tarcze enkodera z PC oraz tarcze enkodera na zamówienie. Strona internetowa: www.encoderdisk.cn; telefon: 0316-8933331.