光电编码器使用中相关问题分析

器的精度影响如表３。

表３不同直径编码器的椭圆形变影响（ｅ。。＝１ｐｍ）

编码器自杼（ｍｍ）测硷精度（”）

１１５±１．７９”

１５０±Ｉ．３８”

２２９－＋０．９”

编码器固定螺钉引起的形变对测量精度的影响见表４，其周期性谐波次数与安装用的螺钉个数相同。

表４不同直径编码器的安装精度

编ｉ弓器亢径‘ｍｍ）形变最（１ａｍ／Ｎｍ）测肇误羡（”／Ｎｍ）

ｌ∞２．５８０．９１”

１５０２．８８０．４４”

２００３，０４Ｏ．２７”

ｃ）轴系跳动对精度的影响

轴系跳动可分为：重复性误差和非重复性误差两部分。对精度的影响结果与偏心、形变相同。重复性误差可通过安装调整、补偿手段最小化。非重复性误差的影响可能通过多读数头的方法减小，取决于应用场合。值得注意的是，采用内置轴承的组装式编码器对轴系跳动的影响并不具有显著的改善。

ｄ）倾斜安装对精度的影响

编码器安装时可能会与旋转轴有倾斜角，如图４。

Ｉ冬Ｉ４编码器安装倾斜角

编码器安装倾斜角对精度的影响包含三种机制，每一种影响都不显著。

倾斜角将引起编码器刻线的表面的轴向跳动。０．１．倾斜角给２００ｍｍ直径编码器带来－Ｉ－＿０．１７５ｍｍ轴向跳动，引起的测量误差在角秒量级。如果，此时读数头安装有ｌｍｍ轴向偏移，这将引起约±３．６”测量误差。

倾斜角存在时，编码器从正面看呈现为椭圆，这将引起二次谐波周期性误差，以上面例子（０．１。倾斜角、２００ｒａｍ直径）此项误差约为士０．１６’。

安装倾斜角将引起编码器刻线的倾斜，０．１。的刻线倾斜将带来约±０．６４的一次谐波周期性误差。

Ｏ．１０倾斜安装对不同直径编码器的轴向跳动影响见表５。

表５倾斜角对不同直径编码器的轴向跳动影响（Ｙ＝０．０１。）编码器盘锋（ｍｍ）轴向跳动（ｍｉｌｌ）

１１５＝０．０１

１５０±ｏ．０１３

２２９ｚ０．０２

三．测量精度对转速控制的影响

误差对速度的影响与速度计算方式有关。通常的速度计算方式有两种增量式或Ｉ／Ｔ计算方式和采样式或数字微分计算方式。

——增量式或ｌ／１阱算方式对编码器的每一个分辨力脉冲进行计算，由当量位置获得速度信息，即：Ｖ＝Ｐ。／Ｔ【当量脉冲数／每秒】，

——采样式或数字微分计算方式按采样周期Ｌ采集顺序两个位置值，并进行数字微分获得速度信息，即：Ｖ；＝（Ｐ；一Ｐ。）／Ｔ。。

当采样速率足够快时（ＴＳ足够小），每个Ｔｓ区间获得的位置差不大于一个分辨力脉冲当量，两种计算方式相同。

由于Ｖ＝△Ｐ／△Ｔ，位置测量误差和时间间隔误差均引起速度计算误差，一般时间间隔误差足够小，可以忽略。

１、ＳＤＥ误差的影响

ＳＤＥ影响是由于编码器刻线内周期性位置误差对速度计算的影响。可以表示如下（为了方便起见，表示中用线性量纲，线性量纲很容易通过编码器刻线直径转化为角度量纲）：——ＳＤＥ误差可以近似表示为：

Ｓ，＝ｋｓｉ＜２引一一（７）

式中：Ｓ。为编码器一个刻度内ＳＤＥ误差：ｋ为ＳＤＥ误差系数，角度值可参照表ｌ；

Ｖ为编码器刻线蚓线速度：Ｐ为刻线带距；ｔ为时间。

ＳＤＥ误差引起的速度可以通过对公式（７）的导数表示：ｓ，－－２础烈２专）也ｄ２毒）－－－－．（ｓ）

ＳＤＥ误差引起速度相对误差为：

ｋ防｝＝等＝２专×ｔ

ｏｏ陟】…（９）

参照表１情况，不同的ＳＤＥ误差对速度的影响见表６。

表６５ＤＥ误差对速度的影响

融。缩码器～～“—～

ＳＤＥ《ｐｒｏ）相对德瞧误嫠幅度（％）

２０１ａｍ纠线ｆｕＪ战ｔ：ｔＯ．１５４，７ＲＥＳＲ、ＲＧＨ２０

４０ｐｍ捌线ｆＩｉ｜弹±ｏ．３４．７

ＲＥＳＲ、ＲＧＨ２０Ｆ２０ｐｍ捌线闯鼬：ｔＯ．ｆ３．１

ＲＥＳＭ、Ｓ｛ＧＵＭ２０ｐｍ蠡４线阃跑±０．０４Ｉ．３速度Ｖ下速度误差波动的频率可以表示为：

无毒０６＝民詈０３～一（１０）

式中：氏波动频率，【Ｈｚ】；Ｖ单位为【ｍ／Ｓ】；Ｐ单位为［，ｒｏｂ‰为编码器刻线她半径【ｍｍｌ；巾为转速［ｒａｄ／ｓ］。

转速ｌ。／ｓ（审＝Ｏ。０１７４５ｒａｄ／ｓ）时不同编码器波动频率如表７。

表７速度波动频率（１。／ｓ．，ｉＩ－－－０．０１７４５ｒａｄ／ｓ）蹋ｍ咖ｌ５ｃ啊髓２２９ｍｍ

溏《线管瓣、、一……’

２ｂ１．ｔｍｌ５０．２１ｔｚ６５．４ｔｌｚ１００Ｈｚ一４０ｐｒｏ

ｉ２５．ＩＨｚ３２．７ＩＩｚ５０Ｈｚ２、安装误差的影响

安装误差呈转角咖的周期性函数，每圈的谐波次数与误差性质有关，偏心为一次，椭园为二次，固定螺钉为／ｋ－十二次。与ＳＤＥ误差相比，其周期长，因此是频率低、幅度小的误差。例如