高精度編碼器使用干擾問(wèn)題怎么解決,？編碼器術(shù)語(yǔ)介紹！
高精度編碼器在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用，其中在運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中作為一些自動(dòng)化設(shè)備的核心部分，是高速電機(jī)編碼器一個(gè)常見(jiàn)的應(yīng)用,。高速電機(jī)編碼器的可靠性和穩(wěn)定性直接影響設(shè)備的性能，而影響其可靠性和穩(wěn)定性的主要因素之一是抗干擾問(wèn)題,，本文就來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)干擾問(wèn)題,，以及如何解決干擾問(wèn)題。
一、高速電機(jī)編碼器的干擾現(xiàn)象
在應(yīng)用中,，常會(huì)遇到以下幾種主要干擾現(xiàn)象：
1,、控制系統(tǒng)未發(fā)指令時(shí)，電機(jī)無(wú)規(guī)則地轉(zhuǎn)動(dòng),。
2,、與交流伺服系統(tǒng)共用同一電源的設(shè)備(如顯示器等)工作不正常。
3,、伺服電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)控制器讀取電機(jī)位置時(shí),，由電機(jī)端部的高速電機(jī)編碼器反饋回的數(shù)值無(wú)規(guī)律亂跳,。
4、伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí),，所讀取的高速電機(jī)編碼器的值與所發(fā)出指令值不吻合,，且誤差值是隨機(jī)的，無(wú)規(guī)律的,。
5,、伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí)，所讀取的高速電機(jī)編碼器的值與所發(fā)出指令值的差值為一穩(wěn)定的值或呈周期性變化,。
二,、高速電機(jī)編碼器的干擾源分析
干擾進(jìn)入運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的渠道主要有兩類：
一是信號(hào)傳輸通道干擾，干擾通過(guò)與系統(tǒng)相聯(lián)的信號(hào)輸入通道,、輸出通道進(jìn)入;二是供電系統(tǒng)干擾,。
信號(hào)傳輸通道是控制系統(tǒng)或驅(qū)動(dòng)器接收反饋信號(hào)和發(fā)出控制信號(hào)的途徑，因?yàn)槊}沖波在傳輸線上會(huì)出現(xiàn)延時(shí),、畸變,、衰減與通道干擾,，在傳輸過(guò)程中，長(zhǎng)線的干擾是主要因素,。
任何電源及輸電線路都存在內(nèi)阻,，正是這些內(nèi)阻才引起了電源的噪聲干擾，如果沒(méi)有內(nèi)阻,，無(wú)論何種噪聲都會(huì)被電源短路吸收,，在線路中不會(huì)建立起任何干擾電壓，此外,，交流伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器本身也是較強(qiáng)的干擾源,，它可以通過(guò)電源對(duì)其他設(shè)備進(jìn)行干擾。
三,、高速電機(jī)編碼器抗干擾的措施
1,、供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)
(1)實(shí)行電源分組供電，例如,，將執(zhí)行電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源與控制電源分開(kāi),，以防止設(shè)備間的干擾。
(2)采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流伺服驅(qū)動(dòng)器對(duì)其他設(shè)備的干擾,。該措施對(duì)以上幾種干擾現(xiàn)象都可以有效地抑制,。
(3)采用隔離變壓器，考慮到高頻噪聲通過(guò)變壓器主要不是靠初次級(jí)線圈的互感耦合,，而是靠初次級(jí)寄生電容耦合的,，因此隔離變壓器的初次級(jí)之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容,，以提高抗共模干擾能力,。
2、信號(hào)傳輸通道的抗干擾設(shè)計(jì)
(1)光電耦合隔離措施
在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中,，采用光電耦合器,，可以將控制系統(tǒng)與輸入通道、輸出通道以及伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入,、輸出通道切斷電路之間的,。如果在電路中不采用光電隔離，外部的尖峰干擾信號(hào)會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)或直接進(jìn)入伺服驅(qū)動(dòng)裝置,，產(chǎn)生*種干擾現(xiàn)象,。
(2)雙絞屏蔽線長(zhǎng)線傳輸
信號(hào)在傳輸過(guò)程中會(huì)受到電場(chǎng)、磁場(chǎng)和地阻抗等干擾因素的影響,，采用接地屏蔽線可以減小電場(chǎng)的干擾,。雙絞線與同軸電纜相比，雖然頻帶較差,，但波阻抗高,，抗共模噪聲能力強(qiáng),，能使各個(gè)小環(huán)節(jié)的電磁感應(yīng)干擾相互抵消。另外,，在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中,，一般采用差分信號(hào)傳輸，提高抗干擾性能,。采用雙絞屏蔽線長(zhǎng)線傳輸可以有效地抑制第二,、三、四種干擾現(xiàn)象的產(chǎn)生,。
(3)接地
接地可以消除電流流經(jīng)地線時(shí)所產(chǎn)生的噪聲電壓,，除了要將伺服系統(tǒng)接大地外，信號(hào)屏蔽線也要接地,，防止靜電感應(yīng)和電磁干擾,。如果沒(méi)有正確的接地，則可能會(huì)出現(xiàn)第二種干擾現(xiàn)象,。
綜上所述,，高速電機(jī)編碼器的干擾源主要有兩種，同樣的抗干擾措施也有兩種,，供電系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)和信號(hào)傳輸通道的抗干擾設(shè)計(jì),。
編碼器術(shù)語(yǔ)介紹：
絕對(duì)式
絕對(duì)位置是一個(gè)自身完整并獨(dú)立于任何其他位置或數(shù)值而定義的位置。絕對(duì)式編碼器的主要優(yōu)點(diǎn)是：開(kāi)啟電源后便可立即獲得運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)當(dāng)前位置的信息,。無(wú)需完成任何初始運(yùn)動(dòng),，而且與增量式編碼器相反，絕對(duì)式編碼器無(wú)需運(yùn)動(dòng)至參考位置,。
精度
精度是輸出值與實(shí)際值接近程度的度量 — 此處為實(shí)際位置與編碼器報(bào)告位置之間的偏差,。
CPR（每轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)）
每轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)是每轉(zhuǎn)中兩個(gè)通道上的狀態(tài)變化個(gè)數(shù)。
距離編碼參考零位 (DCRM)
常見(jiàn)于直線或圓形增量式編碼器,，具有距離編碼參考零位 (DCRM) 的柵尺允許測(cè)量系統(tǒng)在往返移動(dòng)一小段距離后重新確定絕對(duì)位置。
編碼器
編碼器是一種將信息由某一特定格式（或編碼）轉(zhuǎn)換為其他特定格式（或編碼）的設(shè)備,、電路,、傳感器、軟件程序或算法,，轉(zhuǎn)換的目的是由于標(biāo)準(zhǔn)化,、速度或壓縮的需要。
格雷碼
格雷碼是二進(jìn)制計(jì)數(shù)系統(tǒng)中的一種特殊編碼格式,。格雷碼和自然二進(jìn)制之間的區(qū)別是相鄰兩數(shù)之間位元改變的方式,。在格雷碼中，每增加一個(gè)計(jì)數(shù),，只允許一個(gè)位元改變狀態(tài),。
遲滯
遲滯是指從旋轉(zhuǎn)或直線運(yùn)動(dòng)的不同方向來(lái)到相同位置時(shí),，報(bào)告位置之間的差異。
增量式
增量式編碼器在開(kāi)啟時(shí)刻提供的位置值為零,。報(bào)告位置的形式為相互移位四分之一個(gè)周期 (90°) 的兩個(gè)信號(hào),。通常這些信號(hào)稱為A quad B。信號(hào)格式可以是模擬（正弦/余弦）或數(shù)字,。系統(tǒng)的分辨率被定義為兩個(gè)信號(hào)的兩次相鄰轉(zhuǎn)換之間的距離,。柵尺每旋轉(zhuǎn)一周將產(chǎn)生特定數(shù)量的等距脈沖。隨著編碼器運(yùn)動(dòng),，將產(chǎn)生一個(gè)脈沖流,。每運(yùn)動(dòng)1個(gè)單位分辨率（增量），編碼器輸出一個(gè)狀態(tài)變化,。
細(xì)分
細(xì)分是將一個(gè)模擬輸入信號(hào)循環(huán)（正弦/余弦）分割成多個(gè)數(shù)字輸出信號(hào) (A quad B) 循環(huán)的過(guò)程,。
細(xì)分率
細(xì)分率是指一個(gè)輸入信號(hào)周期內(nèi)的輸出測(cè)量步數(shù)。
最小邊緣間隔
最小邊緣間隔是指正交信號(hào)兩個(gè)相鄰邊緣之間的最小可能時(shí)間,。它用一段時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)表示（單位：μs）,。典型選項(xiàng)為0.07 μs至20 μs。當(dāng)指定增量式直線磁編碼器時(shí),，您需要選擇一個(gè)最小邊緣間隔值,，并在考慮分辨率的前提下，使之低于計(jì)數(shù)器的速度,，并高于應(yīng)用的最高速度,。
MTTF（故障平均時(shí)間）
MTTF (M) = p × t / n
PPR（每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)）
每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)是每轉(zhuǎn)的脈沖個(gè)數(shù)。
分辨率
分辨率是編碼器能夠檢測(cè)到的最小運(yùn)動(dòng)度量,。根據(jù)編碼器類型不同,，測(cè)量方式也不相同。
重復(fù)精度
單向重復(fù)精度是以相同方向和相同條件運(yùn)動(dòng)時(shí),，多次測(cè)量結(jié)果中相同實(shí)際位置的不同報(bào)告位置之間的差異,。
雙向重復(fù)精度是以相反方向和相同條件運(yùn)動(dòng)時(shí)，多次測(cè)量結(jié)果中相同實(shí)際位置的不同報(bào)告位置之間的差異,。
雙向重復(fù)精度 = 單向重復(fù)精度 + 遲滯,。
