受控伺服驅動器用于自動化技術、加工、印刷、搬運和機器人技術的許多領域，包括生產機器和機床。系統(tǒng)中使用的旋轉編碼器或編碼器技術的選擇取決于應用的精度要求以及應用是使用位置控制、速度控制還是兩者兼而有之。
在做出編碼器決定之前，工程師應該檢查這一點以及對重要電機性能影響最大的所有主要編碼器屬性。這些包括：
1.定位精度
2.速度穩(wěn)定性
3.可聞噪音
4.電力流失
5.帶寬，決定驅動器命令信號響應
1、定位精度
定位精度完全取決于應用要求。例如，旋轉變壓器通常每轉具有一個信號周期。因此，位置分辨率極其有限，精度通常在500弧秒的范圍內。假設在驅動電子設備中進行插補，這通常會導致每轉總共16,384個位置。
另一方面，感應式掃描系統(tǒng)（如許多旋轉編碼器中所見）將提供顯著更高的分辨率，通常在每轉32個信號周期的范圍內，從而產生280弧秒范圍內的精度。在這種情況下，內插在編碼器內部，每轉產生131,072個位置。
光學旋轉編碼器基于非常精細的刻度，通常每轉具有2048個信號周期，因此，使用內部插補電子設備可以實現(xiàn)更高的分辨率。此處的輸出分辨率為25位，這意味著每轉33,554,432個絕對位置，精度在20弧秒范圍內。
2、速度穩(wěn)定性
為了確保平穩(wěn)的驅動性能，編碼器必須提供大量的每轉測量步數(shù)作為難題的第一部分。但是，工程師也必須注意編碼器信號的質量。為了實現(xiàn)所需的高分辨率，必須對掃描信號進行插值。掃描不充分、測量標準被污染以及信號調節(jié)不足會導致信號偏離理想形狀。在插值期間，可能會出現(xiàn)周期性周期在一個信號周期內的錯誤。因此，這些一個信號周期內的位置誤差也稱為插值誤差。對于高質量編碼器，這些誤差通常為信號周期的1%到2%，如圖1和圖2所示。
插補誤差會對定位精度產生不利影響，并顯著降低驅動器的速度穩(wěn)定性和可聽噪聲行為。速度控制器根據誤差曲線計算用于制動或加速驅動器的額定電流。在低進給速度下，進給驅動滯后于插補誤差。隨著速度的增加，插值誤差的頻率也會增加。由于電機只能跟隨控制帶寬內的誤差，它對速度穩(wěn)定性行為的影響隨著速度的增加而減小。然而，電機電流中的干擾繼續(xù)增加，這導致在高控制環(huán)路增益下驅動器中產生干擾噪聲。
更高的分辨率和精度還減少了電機電流中產生的熱量和功率損耗方面的干擾。圖3顯示了三種不同掃描技術的簡單比較以及由此產生的電流消耗。
3、帶寬
帶寬（相對于命令響應和控制可靠性）可能受到電機軸和編碼器軸之間聯(lián)軸器剛度以及聯(lián)軸器固有頻率的限制。編碼器有資格在指定的加速度范圍內運行。值的范圍通常為55到2,000 Hz。但是，如果應用或安裝不當會導致持久的共振振動，則會限制性能并可能損壞編碼器。
固有頻率因定子聯(lián)軸器設計而異。該頻率需要盡可能高以獲得最佳性能。
關鍵是要確保編碼器的軸承和電機的軸承盡可能接近完美對齊。圖4顯示了如何完成此操作的示例。電機軸和編碼器的匹配錐度確保與中心線幾乎完美對齊。
這種機械配置將產生大約四倍于帶有2個安裝凸片定子聯(lián)軸器的標準空心軸編碼器的保持扭矩，如圖5所示。這將增加編碼器的軸承壽命并提供卓越的固有頻率和加速度特性。此外，這種配置實際上將消除對驅動器帶寬的任何限制！
總之，許多因素會影響選擇用于受控伺服驅動器的合適旋轉編碼器。雖然定位精度要求在考慮過程中至關重要，但了解其他屬性（例如速度穩(wěn)定性、噪聲、可能的功率損耗和帶寬）將如何影響應用也很重要。從一開始的良好配合最終將在電機/驅動系統(tǒng)中提供積極的性能。
