受控伺服驱动器用于自动化技术、加工、印刷、搬运和机器人技术的许多领域，包括生产机器和机床。系统中使用的旋转编码器或编码器技术的选择取决于应用的精度要求以及应用是使用位置控制、速度控制还是两者兼而有之。

　　在做出编码器决定之前，工程师应该检查这一点以及对重要电机性能影响最大的所有主要编码器属性。这些包括：

　　1.定位精度

　　2.速度稳定性

　　3.可闻噪音

　　4.电力流失

　　5.带宽，决定驱动器命令信号响应

　　1、定位精度

　　定位精度完全取决于应用要求。例如，旋转变压器通常每转具有一个信号周期。因此，位置分辨率极其有限，精度通常在±500弧秒的范围内。假设在驱动电子设备中进行插补，这通常会导致每转总共16,384个位置。

　　另一方面，感应式扫描系统（如许多旋转编码器中所见）将提供显着更高的分辨率，通常在每转32个信号周期的范围内，从而产生±280弧秒范围内的精度。在这种情况下，内插在编码器内部，每转产生131,072个位置。

　　光学旋转编码器基于非常精细的刻度，通常每转具有2048个信号周期，因此，使用内部插补电子设备可以实现更高的分辨率。此处的输出分辨率为25位，这意味着每转33,554,432个绝对位置，精度在±20弧秒范围内。

　　2、速度稳定性

　　为了确保平稳的驱动性能，编码器必须提供大量的每转测量步数作为难题的第一部分。但是，工程师也必须注意编码器信号的质量。为了实现所需的高分辨率，必须对扫描信号进行插值。扫描不充分、测量标准被污染以及信号调节不足会导致信号偏离理想形状。在插值期间，可能会出现周期性周期在一个信号周期内的错误。因此，这些一个信号周期内的位置误差也称为“插值误差”。对于高质量编码器，这些误差通常为信号周期的1%到2%，如图1和图2所示。

　　插补误差会对定位精度产生不利影响，并显着降低驱动器的速度稳定性和可听噪声行为。速度控制器根据误差曲线计算用于制动或加速驱动器的额定电流。在低进给速度下，进给驱动滞后于插补误差。随着速度的增加，插值误差的频率也会增加。由于电机只能跟随控制带宽内的误差，它对速度稳定性行为的影响随着速度的增加而减小。然而，电机电流中的干扰继续增加，这导致在高控制环路增益下驱动器中产生干扰噪声。

　　更高的分辨率和精度还减少了电机电流中产生的热量和功率损耗方面的干扰。图3显示了三种不同扫描技术的简单比较以及由此产生的电流消耗。

　　3、带宽

　　带宽（相对于命令响应和控制可靠性）可能受到电机轴和编码器轴之间联轴器刚度以及联轴器固有频率的限制。编码器有资格在指定的加速度范围内运行。值的范围通常为55到2,000 Hz。但是，如果应用或安装不当会导致持久的共振振动，则会限制性能并可能损坏编码器。

　　固有频率因定子联轴器设计而异。该频率需要尽可能高以获得最佳性能。

　　关键是要确保编码器的轴承和电机的轴承尽可能接近完美对齐。图4显示了如何完成此操作的示例。电机轴和编码器的匹配锥度确保与中心线几乎完美对齐。

　　这种机械配置将产生大约四倍于带有2个安装凸片定子联轴器的标准空心轴编码器的保持扭矩，如图5所示。这将增加编码器的轴承寿命并提供卓越的固有频率和加速度特性。此外，这种配置实际上将消除对驱动器带宽的任何限制！

　　总之，许多因素会影响选择用于受控伺服驱动器的合适旋转编码器。虽然定位精度要求在考虑过程中至关重要，但了解其他属性（例如速度稳定性、噪声、可能的功率损耗和带宽）将如何影响应用也很重要。从一开始的良好配合最终将在电机/驱动系统中提供积极的性能。

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