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旋转编码器的分辨率与精度
此文原为MM现代制造３月份编码器专辑的投稿，因我交稿晚了，没赶上，现发在这里与网友交流讨论。上海精浦机电有限公司 裘奋 2009年3月
转载请注明出处,作者文责自负.
关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，A相与B相差1/4个脉冲周期，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。
如果是德国海德汉的 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，而海德汉提供的原始编码器的精度还是18角秒（0.005度），(不含细分误差）。 分辨率数值小于精度数值。
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。
所以，旋转编码器的分辨率可以用“线ｌｉｎｅ＂，每转脉冲数ＰＰＲ，或“步距Ｓｔｅｐ”分别来表述。用线来表述，可能还可以再细分的，而有一些“１７位”的编码器，实际是针对步距的，已经细分好了的。 一个３６００线的编码器，分辨率也完全有可能优于一个“１７位”的已经细分好的编码器。
精浦机电－－-绝对值编码器中国制造，替代德国进口编码器
学习了！
说点个人的理解：
一味的追求高分辨率的编码器未必是可取的！
首先：当前的大部分应用都是带有减速装置（例如丝杠等），因此工作时电机都是运行在中速段， 例如800rpm， 在这个速度下，12位编码器完全满足速度控制的要求。至于高端的应用， 更重要的是机械结构的设计， 如果机械结构设计不好， 通过高分辨率编码器的电气设备是达不到精度要求的。
采用什么样的编码器要取决于系统的实际需要。
其次，如果采用高分辨率的传感器， 而驱动器的其他部分没有相应的提高， 效果未必有很大提高。
例如12位换成17位编码器， 测速精度高了，假设经过PI运算后电流指令精度达到14位AD的精度，电压调制SVPWM的最小分辨率也需要14位的精度。
如果电流的AD采样精度没有相应的提高还是12位的采样精度（按照TI的DSP，实际上最后2位精度是没有保证的），很有可能测速精度提高的部分会完全淹没在AD采样精度的误差里。 同理， 如果没有采用合适的死区补偿，每次IGBT等的导通死区不能保证在14位分辨率的范围内， 测速精度提高的部分会也会完全淹没在系统的误差里。
采用高分辨率的编码器还是有好处的， 至少在硬件上提供了一种性能得到提高的途径，但是至于整个系统的性能是否得到了提高， 还要看驱动器其他部分的设计。
但在DD驱动等方面， 由于没有减速装置， 高分辨率编码器等对速度的平稳性等还是很重要的！
顶一下征的回复。波恩、征等各位都是实践出真知。
一个海德汉单圈25位的编码器，以2048刻线细分出来，在高速时，过去海德汉技术人员提供的意见是大约有100多个字的误差，也就是要去掉7位。在我的了解中，一般细分倍数以16~25倍为最佳。过高的细分，由于原编码器系统误差、细分电路误差、机械系统误差及响应、使用环境等因素，综合误差将明显增大，增加的“高分辨率”就开始没有意义了。
。
以此讨论分辨率与精度对速度环的贡献：
讲讲速度环？我们讨论的速度其实有2个概念，“平均速度”与“瞬时速度”，而在测量系统中，所谓的“瞬时速度”是没有的，只是时间间隔越短，就越接近于“瞬时”，而越接近于“瞬时速度”的控制，“动态特性”与“刚性”控制就越好，高速时的瞬时特征也越就明显。
位置分辨率的时间一次导数就是速度了，二次导数是加速度，对应力矩与电流，三次导数是加加速度，对应电流的变化控制－－这个就是叫“伺服”的核心了，当然还有更高阶数的求导，这是“速度环的动态特性控制”了。显然，我们的速度计算就要求时间间隔尽量的短，那么，分辨率的提高，对于越短时间里取得位置变化采样就要多，而且越是高阶的求导，这个时间间隔越要短，而采样的位置变化要多，这个就求助于“高分辨率”了，所以高分辨率对于速度环的贡献是很明显的。
但是，精度误差在高阶的计算中，也是按级数增加的，当精度误差与采样分辨率的比例达到一定时，在高价的计算中就急剧上升，如再加上控制的机械响应误差的增加，其反应的就是前面所讲的对应电流的控制误差－－电流控制紊乱，无功热耗，电机发烫，实际上此时的“动态特性”已经是虚的了。由此，高精度编码器对于速度环，尤其是高阶的动态特性，实际上比分辨率更加的重要，分辨率总能想办法再玩上去，而“精度”往往已经不在自己手上了。
所以我前面说的，分辨率的提高，对速度环很有贡献，但是不能脱离系统精度的无限提高，而系统精度太复杂，无论是编码器系统、机械系统，还是工作的机械响应与电气环境。
我只是做编码器的，关于运动部分都是一点听说与理论上的理解，抛个砖吧。
支持@Q的观点！ 经验证明，高分辨率反馈对低速下的速度和位置闭环刚度和稳定性贡献非常显著，但编码器信号质量欠佳，导致一个正余弦信号周期内的细分均匀性变差时，高速下的速度稳定性反而为其所累。
訊號的細分后的均勻性要建立在兩個條件
A 標準的正余弦訊號 扯開設計批配線路 此正余弦也會因安裝精度 或機構的偏擺 而造成類於弦訊號 或質變的玄波訊號
B 類海德漢EXE系列細分(低於50 倍頻以下) 模擬量(SP系列)的細分的問題 位數越高伴隨經度誤差越大
往往在國內或日系高解析度的編碼器 都是很欠缺此條件
當我們談及精度 是由機構移動逞現的誤差量 編碼器的的精度不會因電子細分而提高 所以同2048線的編碼器其13 位 17位 20 位 其精度是相同
高速其實又是個誤區 響應的頻寬= 編碼器解析度 X 電機轉速 X 1/60 x 1/1000 往往將電機的轉速當成響應的頻寬 超過200KHz 我通稱高速
高速主軸(電主軸) 其頻寬多超過300KHz 對編碼器來說 這是相當嚴苛的條件在環境上或電器上 市面上的濾波 能夠處理的也就50KHz 效果不佳在此 但對伺服電機多數是夠用 其干擾源都來自驅動單元(變頻器)
有種訊號線叫做 雙頻蔽雙對絞訊號線 兩種屏蔽層內置絕對隔離層 外屏蔽隔離外來干擾 內屏蔽則防止內部訊號干擾其他電器 這是相當高檔的線 對了多年前@Q也買過 不過@Q捨不得用 呵呵
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