hengstler编码器应用手册之- 编码器技术
编码器的分辨率和精度
分辨率是指编码器轴的一圈或直线码尺每英寸或毫米上的测量片段或单元数量。轴编码器的分辨率可达每圈10000脉冲（PPR），在使用A、B通道上升下降沿探测时甚至可达到40000 PPR，而线性编码器的分辨率可达微米级。总之，所选用的编码器的分辨率必须等于或大于应用需求，但分辨率并不是惟一要考虑的因素。
精度和分辨率是不同的，分辨率高不一定代表精度也高，反之亦然。下图显示一段距离X被分成24段或“位”。如果X代表轴旋转了360°，则一圈被分成了24份。
这24位就是分辨率，但这24分并不是等分的。这种情况下，该传感器不能用于地测量位置、速度或加速度。另一方面，距离X被等分为24份。每个增量准确的代表1圈的1/24。这种情况下，该传感器运行时兼顾了分辨率和精度。但是精度也可以和分辨率无关。一个传感器可能只有每圈2份的分辨率，但其精度可以达到±6角秒。
精度和和重复定位精度对系统的影响
系统精度：一个编码器的性能一般由分辨率来描述，而非测量精度。编码器也许可能将运动非常准确地解析至精密位，但每一位的精度受到待测机器的运动质量的影响。比如，如果机器部件在负载下产生变形、或者传动丝杠上存在0.1 英寸的间隙，在测量时使用一个每圈1000个计数点，输出精度0.001英寸的编码器不会消除这0.1 英寸的误差。编码器只能用来反映位置，无法提高待测轴运动的基本精度。
注意：对于特定的机械设计，某些运动测量误差，如丝杠或齿轮系统中的机械间隙和误差可以通过一些更加*运动控制器进行电子补偿。
系统重复精度：重复精度是指受控机器部件重复定位至行程中同一点的误差。重复精度一般小于系统分辨率，但是比系统精度稍微好些。一个2500个周期、双通道编码器能够产生每转10000个脉冲。通常在使用Dynapar编码器时，该信号放大4倍后的精度会优于±1个计数点。
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编码器通讯
增量编码器的输出为在1个或2个通道中的一连串脉冲，而值编码器的输出为一个多位的字。两种输出都可以通过并行或串行的方式进行传输。
并行输出
并行输出能够同时输出所有位，可以是标准二进制码或格雷码。格雷码每步输出仅产生1位变化，从而可以减少误差。某些并行输出编码器也可以接受外部输入，比如输出锁存指令和方向选择设置。并行输出的优点是速度快：所有数据一直实时提供。缺点包括笨重（且昂贵）的电缆、电缆长度有限。大多数编码器的电缆长度为1米或2米，但采用差分输出和屏蔽线的并行输出可通过使用更粗的电缆延长至100 米，只是速度有所降低。集电极开路（漏型输出或源型输出）输出能达到其1/3的输出距离。
串行输出
并行输出的替代方式就是将输出信息编码并以串行的方式发送。与标准的工业总线类似，目前也有多种串行总线可选。挑选这些串行总线的指标包括带宽、刷新率、硬件要求、导线芯数、专属性还是非专属性、以及可用性。下表归纳了它们的主要差别。
同步串行接口SSI
同步串行接口SSI是一种欧洲流行的全数字点到点接口。它进行单向通讯，速度zui高为1.5 MHz，且使用的是4芯电缆（另有2芯为电源线）。型编码器数据的传输对于某些特殊的控制回路可能有时会显得缓慢，所以有些编码器还提供1V pp sin/cos信号输出来供控制系统进行实时控制。数据传输率取决于分辨率和线长。
EnDat
EnDat（即Encoder Data）是由海德汉公司开发的一种专属协议。类似于SSI，它通过控制器将时钟信号发送至编码器进行同步。由于允许控制器读写编码器的内部存储器，EnDat能够比SSI传输更多的信息。数据包括编码器诊断、标识和警告状态。此外，控制器还可以设定编码器的零位参考点，这在设备安装时很有帮助。与SSI一样，EnDat编码器也是按需传输位置数据的。根据版本的不同，EnDat也可提供一路模拟1 V p-p sin/cos输出，供控制器中的电路能进行插补以生成增量数据用于实时控制。EnDat使用6至12芯电缆，zui大长度可达150米。
HIPERFACE
HIPERFACE是由Max Stegmann GmbH公司开发的一种专属协议。它使用8芯电缆（2根数据线、2根电源线、4根1V p-p sin/cos信号线），有2个通道：一个通道传输1 V p-p sin/cos增量数据，另一个通道充当RS-485双向链路。位置数据在上电时通过RS-485传输，此后系统进行递增。HIPERFACE可访问编码器的存储区域读取制造商信息、状态、报警信息等。此外，控制器也能对某个存储区域进行写入操作，并能设定零位。
BiSS
BiSS（双向同步串行接口）是一种开放协议，也是的编码器接口。它的原理有所不同：无论控制器请求与否，BiSS都会发送完整的位置信息，而不光是在系统启动阶段。这使系统在运行时能够很容易地从短暂数据丢失故障中恢复回来。由于是全数字系统，它能够省却了驱动系统使用某些传属协议连接编码器所需的A/D转换器成本。BiSS与SSI是硬件兼容的，互换时只要更改软件即可。
BiSS有4根数据线（1对编码器时钟输出线，另1对是编码器数据输入线），另外还具有2根电源线。BiSS允许上位机访问编码器内部寄存器来读写与编码器相关的数据（标识、设备数据、分辨率等）。它还能在不影响实时运行的情况下，根据需要将其它数据（温度、加速度等）传送至上位机。BiSS与HIPERFACE一样，能够通过点对点或总线进行连接。
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工业总线接口
三种编码器常用的多用途工业总线：
DeviceNet - 基于控制器局域网（CAN），DeviceNet该系统基本干线-支线拓扑结构具有独立的双绞线用于信号和电源分配，使得24 VDC装置可直接由总线供电。端对端网络距离随数据速率和电缆尺寸而变化。
Profibus - Profibus是由欧盟开发的开放式通讯标准（欧盟标准EC50170）。它有两种版本：用于上层机柜之间通讯的FMS和针对本地现场装置（如阀、驱动器和编码器）之间数据传输而优化的Profibus DP。Profibus DP定义了具体装置的配置文件，其中也包括编码器。DP适用于需要高速传输大量信息的应用（能够在1ms内在32个节点间传输512位输入数据和512位输出数据）。
Interbus - interbus由Phoenix Contact在80年代中期设计，是使用时间zui长的开放工业网络。它具有真正的令牌环拓扑结构，实际上分为两类总线：远程总线和本地或外围总线。前者是一种RS-485传输介质，传输长度可达13km；后者能够在10 米
范围内连接多达8个装置。
