前段時間登陸國內(nèi)某知名自動化品牌的官網(wǎng)，查看旗下一款小型伺服產(chǎn)品，打開樣本后一不小心看到這樣一段關(guān)于伺服反饋的描述。

文中提到了這款伺服電機(jī)反饋性能的幾個“特點(diǎn)”：

● 它采用了 23 位/圈的絕對值編碼器，分辨率提升至原來 ISMH 電機(jī)的 8 倍，并且還在特意左上角配圖說明，其反饋的精度可以達(dá)到 8388608 P/R，即每圈 223 脈沖數(shù)；

● 具備內(nèi)置絕對精度矯正功能，可顯著提升設(shè)備重復(fù)定位精度和絕對定位精度；

● 在右側(cè)電機(jī)圖片下方的一段藍(lán)字顯示，其多圈反饋可記憶共 65535 圈的絕對位置…

老實(shí)說，我剛看到每這部分介紹時是比較懵的。

一方面，圈內(nèi)國貨伺服產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng) NB 到這個水準(zhǔn)了么？伺服反饋的精度已經(jīng)達(dá)到 0.000042915344238 度，或者說 0.154495239257813 角秒的級別了？要知道，這種級別的精度已經(jīng)不僅僅是測量元件的事情了，各種環(huán)境條件，比如：溫度變化帶來的熱脹冷縮、旋轉(zhuǎn)軸安裝同心度、軸承的振動…，都是會對它產(chǎn)生極大影響的。這款電機(jī)的生產(chǎn)制造標(biāo)準(zhǔn)是得有多高呀？

另一方面，恕我愚鈍，那個所謂的“絕對精度矯正功能”，又是幾個意思呢？既然已經(jīng)有這么高的精度了，為何還需要矯正呢？要么是實(shí)際測量精度沒那么高，需要通過算法進(jìn)行“補(bǔ)償修正”？所以，這又是什么神操作呢？

不過，當(dāng)我看到綠底白字寫著“高精度 8388608 P/R”時，我便不禁要問了，分辨率和精度是一回事兒嗎？反饋精度的單位難道變成了 P/R 單圈脈沖數(shù)了？話說，這種混淆概念的表述，貌似和國貨一哥的身份不太相符吧。

我們在之前「編碼器的分辨率、精度和可重復(fù)性」一文中曾經(jīng)講過，分辨率指的是檢測元件測量值的最小刻度單位，有時也會用檢測輸出值在單位量程內(nèi)所劃分的刻度數(shù)來表示，它所描述的是量化刻度的細(xì)度大小，反應(yīng)了在測量過程中從檢測元件能讀取到的最小變化量；但這個并不能說明它的精度是多少。因?yàn)榫绕鋵?shí)是指測量值與真實(shí)值之間的接近程度，它是需要和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較的。

打個比方，一把量程 1 米的卷尺，有 1000 個刻度，分辨率 1/1000 m （即：1mm）；用標(biāo)準(zhǔn)尺量下，絕對誤差為 +5 mm/m，精度為 +0.5%；如果能把尺拉長 20 mm，此時絕對誤差增加為 +25 mm，精度降為2.5%，可是尺還是 1000 個刻度，其分辨率還是 1mm。

再比如：用兩臺稱來稱真實(shí)重量為 1 kg 的物體, 其中一臺秤出來 1.03 kg, 另一臺的結(jié)果為 0.83333333333333333333333 kg，那哪個更準(zhǔn)呢?

同樣，對于反饋編碼器來說，分辨率也僅僅是指其輸出值刻度的細(xì)分大小，它體現(xiàn)了編碼器所能夠分辨的最小位置變化量。它除了取決于所使用的感應(yīng)元件，同時也可以通過細(xì)分的方式來提高（但這會增加信號噪聲）。旋轉(zhuǎn)編碼器的分辨率通常會以軸每旋轉(zhuǎn)一周的信號輸出變化（步數(shù)）的方式來表示，線性編碼器以每毫米距離對應(yīng)的信號輸出變化（步數(shù)）來表示。如果步數(shù)是 2 的指數(shù)倍，則分辨率通常以“位”的形式表示。例如：一支旋轉(zhuǎn)編碼器標(biāo)稱單圈 18 位的分辨率，那么它旋轉(zhuǎn)每一圈的輸出值就會有 262144 步（或脈沖數(shù)），其輸出的最小量化刻度（即每一步或脈沖）則為 4.944 arcsec（角秒）。

但我們并不能將這個最小量化刻度就當(dāng)成是編碼器的精度。因?yàn)椋幋a器的精度其實(shí)是指其測量輸出與實(shí)際位置值之間的接近程度，或者說是誤差的大小。事實(shí)上，編碼器在其行程范圍內(nèi)每一步的測量輸出與真實(shí)位置值之間都是會存在不同程度的偏差的，廠家一般會把這個偏差的最大值標(biāo)稱為編碼器的定位精度，通常以角度（單位：arcsec 角秒或 arcmin 弧分）或距離（單位：mm 或 μm...）表示。編碼器的精度由傳感器的基本誤差極限和溫度變化、濕度變化、電源波動、頻率改變…等影響量所引起的改變量極限決定。同時要標(biāo)定這個精度數(shù)據(jù)的規(guī)格，也是要借助專用儀器（比如：分度儀…）在專門的測量環(huán)境中進(jìn)行校驗(yàn)的。

另外，編碼器在同一個位置的多次測量，還會表現(xiàn)出相近但不相同的輸出結(jié)果，即使在外部條件不變的情況下亦是如此。我們將這種重現(xiàn)相同測量結(jié)果的能力稱為編碼器的可重復(fù)性。它反映了位置反饋的確定性，因此對于編碼器來說，也是一個極為重要的性能指標(biāo)，一般是以對同一給定位置連續(xù)測量五次的輸出的最大偏差來標(biāo)定的。

回到本文開頭提到的產(chǎn)品樣本，一家以傳動產(chǎn)品出道發(fā)展起來的、并用 “技術(shù)”二字給企業(yè)命名的專業(yè)自動化公司，在介紹這款伺服電機(jī)的性能時，如此直白的將編碼器的分辨率和精度這兩個不同的概念混為一談，是不是太不嚴(yán)謹(jǐn)了些呢？希望廠家能夠及時對其進(jìn)行澄清和修改，以避免因此而給用戶帶來誤導(dǎo)。

同時，作為業(yè)內(nèi)公認(rèn)的國貨自動化頭牌和被廣大用戶及同行寄予厚望的民族工業(yè)品牌，在有關(guān)產(chǎn)品技術(shù)的傳播與表達(dá)上，是否應(yīng)該給自己提出更高的要求，做得更全面、更到位些呢？就拿這個伺服編碼器反饋性能來說，以下幾個問題，還是有必要在產(chǎn)品樣本中體現(xiàn)出來的吧：

伺服編碼器采用了何種檢測技術(shù)？光電還是磁編？

編碼器的精度到底是多少？

重復(fù)定位精度是多少？

上述精度是基于何種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范校驗(yàn)的？

多圈反饋采用了何種技術(shù)，機(jī)械齒輪、韋根、電池還是…？

來源“智造商”微信公眾號