보간의 정확도.

선형 축의 위치를 ​​결정하기 위해 엔코더 판독 헤드는 눈금을 따라 이동하면서 빛의 변화(광학 엔코더의 경우) 또는 자기장의 변화(자기 엔코더의 경우)를 "읽습니다". 판독 헤드가 이러한 변화를 감지하면 서로 90도 위상차가 있는 사인 및 코사인 신호(직교 신호)를 생성합니다. 이 아날로그 사인 및 코사인 신호는 디지털 신호로 변환된 후 보간됩니다. 경우에 따라 해상도를 높이기 위해 16,000배 이상의 보간 계수가 적용될 수 있습니다. 그러나 보간은 원래 아날로그 신호에 오류가 없을 때만 정확합니다. 사인 및 코사인 신호의 불완전성(분할 오차)은 보간 품질을 저하시키고 엔코더의 정확도를 떨어뜨립니다.

세분화 오차는 주기적으로 발생하며, 스케일 또는 스캔 피치의 각 간격(즉, 각 신호 주기)마다 발생하지만 누적되지 않으며 스케일이나 이동 거리와는 무관합니다. 세분화 오차의 주요 원인은 기계적 부정확성과 스케일과 판독 헤드 사이의 정렬 불량이지만, 고조파 교란 또한 사인 및 코사인 신호의 왜곡을 유발할 수 있습니다.

리사주 패턴을 사용하여 세분화 오차를 판별합니다.

분할 오차를 분석하기 위해 사인파 신호의 크기를 시간에 따라 코사인파 신호의 크기에 대해 XY 그래프에 나타냅니다. 이렇게 하면 "리사주" 패턴이라고 하는 것이 생성됩니다.

그래프의 중심이 0,0 좌표에 있을 때, 신호의 위상차가 정확히 90도이고 진폭이 1:1이면 그래프는 완벽한 원을 이룹니다. 분할 오차는 중심점의 오프셋, 위상 차이(사인 및 코사인 신호의 위상차가 정확히 90도가 아님), 또는 사인 및 코사인 신호 간의 진폭 차이로 나타날 수 있습니다. 고품질 인코더에서도 분할 오차는 신호 주기의 1~2%에 달할 수 있으므로, 신호 처리 전자 장치는 분할 오차를 보정하기 위해 게인, 위상 및 오프셋 보정을 포함하는 경우가 많습니다.

직접 구동 방식에는 높은 정확도의 인코더가 필요합니다.

기계적으로 연결된 회전 모터로 구동되는 위치 제어 애플리케이션에서는 엔코더의 정확도가 중요하지만, 특히 직접 구동 방식의 선형 모터를 사용할 때는 정확도가 더욱 중요합니다. 이는 속도 제어 방식의 차이에서 비롯됩니다.

일반적인 회전 모터 응용 분야에서는 모터에 부착된 회전 엔코더가 속도 정보를 제공하고, 선형 엔코더는 위치 정보를 제공합니다. 그러나 직접 구동 응용 분야에서는 회전 엔코더가 없습니다. 선형 엔코더는 속도와 위치 모두에 대한 피드백을 제공하며, 속도 정보는 엔코더의 위치 정보로부터 도출됩니다. 엔코더의 위치 정보를 정확하게 보고하고 결과적으로 속도 정보를 도출하는 능력을 저해하는 분할 오차는 속도 변동을 유발할 수 있습니다.

또한, 직접 구동 시스템은 높은 제어 루프 이득으로 작동할 수 있어 위치나 속도 오차를 신속하게 수정할 수 있습니다. 그러나 오차 발생 빈도가 증가하면 컨트롤러가 오차를 따라잡지 못하게 되고, 모터는 반응하기 위해 더 많은 전류를 소모하게 되어 소음이 발생하고 모터가 과열됩니다.