Inkrementalencoder- Strichzahl vs. Auflösung

Gast #3182927
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Hallo Zusammen,

ein Hersteller eines Winkelencoders schreibt, dass ein Encoder 500 
"Striche" hat.
Nehme ich richtig an, dass die maximale Auflösung dann 
2000Schritte/Umdrehung ist, wenn man alle Flanken(steigende und 
fallende) beider Signale(A und B) detektiert?
Ich gehe davon aus, dass die Einheit "Striche" von den optischen 
Encodern kommt und die Anzahl der schwarzen Striche auf einer 
transparenten Scheibe angibt. Ist das so richtig?

Schonmal vielen Dank für eure Hilfe!

Gruß

Jan
Gast #3183197
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naja,

Es kommt darauf an wie die beiden Meßkanäle angeordnet sind.

Bei einem Abstand der beiden Sensoren von 1/2 Strichbreite hast du 
recht.

Ist der Abstand abweichend von 1/2 Strichbreite ergibt sich eine 
asymmetrische Verteilung der Signale. In dem Fall ist der 2. Sensor 
nicht zur Verdopplung der Auflösung sondern zur Ermittlung der 
Drehrichtung.

==> 1000 Schritte pro Umdrehung aber mit Erkennung der Drehrichtung
Gast #3183247
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Ralph schrieb:
> Ist der Abstand abweichend von 1/2 Strichbreite ergibt sich eine
> asymmetrische Verteilung der Signale. In dem Fall ist der 2. Sensor
> nicht zur Verdopplung der Auflösung sondern zur Ermittlung der
> Drehrichtung.

Das stimmt zwar, aber wer baut denn so einen Unsinn? Halbe Auflösung bei 
gleichem Aufwand!

Gruss Reinhard
(Firma: mechapro GmbH) Persönliche Seite #3183361
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Hallo Ralph!

Sorry, aber das ist Unsinn. Bei einem Abstand von 1/2 Struchbreite (180° 
elektrisch) kannst die Drehrichtung eben nicht mehr erkennen, weil das 
2. Signal dann einfach die inverse Funktion des ersten wäre. Sowas macht 
keinen Sinn. Die Phasenverschiebung bei Drehgebern ist immer +/-90° bzw. 
1/4 Strichbreite.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Gast #3183574
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> Nehme ich richtig an, dass die maximale Auflösung dann
> 2000Schritte/Umdrehung ist, wenn man alle Flanken(steigende und
> fallende) beider Signale(A und B) detektiert?

Ja, natürlich detektiert man keine Flanken,
das wäre ja blöd damit würde man ja Probleme mit Flattereffekten 
bekommen.
sondern die 4 unterschiedlichen Zustände,
wodurch man in der Lage ist, die Auflösung auf die 4-fache Anzahl der 
Striche zu erhöhen, die allerdings nicht jeder 25% haben müssen, sondern 
weit unpräziser sein können.
Gast #3183640
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Reinhard Kern schrieb:
> Das stimmt zwar, aber wer baut denn so einen Unsinn? Halbe Auflösung bei
> gleichem Aufwand!

Es kommt drauf an was gebraucht wird.
Winkelauflösung OHNE Drehrichtung oder Winkelauflösung UND Drehrichtung

Thorsten Ostermann schrieb:
> Bei einem Abstand von 1/2 Struchbreite (180°
> elektrisch) kannst die Drehrichtung eben nicht mehr erkennen, weil das
> 2. Signal dann einfach die inverse Funktion des ersten wäre

Ja, steht ja auch so in meinem Text. Zur Erkennung der Drehrichtung muss 
die Verschiebung ungleich 1/2 Strichbreite sein.
Gast #3183697
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@ Ralph

> Ist der Abstand abweichend von 1/2 Strichbreite ergibt sich eine
> asymmetrische Verteilung der Signale. In dem Fall ist der 2. Sensor
> nicht zur Verdopplung der Auflösung sondern zur Ermittlung der
> Drehrichtung.

Nenne bitte mal einen konkreten DG-Typ mit Hersteller, bei dem solch ein 
Unsinn gemacht wird. Mir ist da aktuell nichts bekannt, jedenfalls nicht 
von den etablierten Herstellern.
Ansonsten müsste ich deine Erläuterungen als Geschwätz abtun.
(Firma: mechapro GmbH) Persönliche Seite #3183749
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Hallo Ralph!

> Thorsten Ostermann schrieb:
>> Bei einem Abstand von 1/2 Struchbreite (180°
>> elektrisch) kannst die Drehrichtung eben nicht mehr erkennen, weil das
>> 2. Signal dann einfach die inverse Funktion des ersten wäre
>
> Ja, steht ja auch so in meinem Text. Zur Erkennung der Drehrichtung muss
> die Verschiebung ungleich 1/2 Strichbreite sein.

Nein. Reinhard hat recht, ich habe Strichbreite mit Periodenlänge (ein 
Strich und eine "Leerstelle") verwechselt. Eine 1/2 Strichbreite ist 
somit 1/4 Periode und genau diesen Abstand verwendet man zur 
Richtungserkennung. Es geht prinzipiell auch mit etwas mehr oder 
weniger, aber dann sind die Flankenabstände unterschiedlich und man 
erhält eine Oberwelle im Drehzahlsignal.

Ich habe an der Überarbeitung von "Werkzeugmaschinen" Band 3 von Prof. 
Weck mitgearbeitet und war dort u.a. für das Kapitel über Messsysteme 
zuständig. Ich denke, ich weiss wovon ich Rede.

Schau dir mal den Wikipedia-Artikel zum Thema an. Dort sind auch die 
Signalverläufe gut dargestellt:
http://de.wikipedia.org/wiki/Inkrementalgeber

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Gast #3183755
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> ich habe Strichbreite mit Periodenlänge (ein
> Strich und eine "Leerstelle") verwechselt

Ein Strich bei einem Incrementaldecoder IST der Strich und die Lücke 
zusammen. Ohne die Lücke daneben wäre ein Strich kein Strich sondern 
eine vollausgemalte Fläche.

> Es kommt drauf an was gebraucht wird.
> Winkelauflösung OHNE Drehrichtung oder Winkelauflösung UND Drehrichtung

Nein.
Durch die 4 Zustände beim Incrementaldecoder

 0: ab (Spur A LOW, Spur B LOW)
 1: Ab (Spur A HIGH, Spur B LOW)
 2: AB (Spur A HIGH, Spur B HIGH)
 3: aB (Spur A LOW, Spur B HIGH)

bekommt man die Position auf 1/4 ... nennen wir sie Schritte (beim 
Schrittmotor ist es ja nicht anders mit Halbschritten)
Und NATÜRLICH kann man den Positionsübergang nach vorne von dem nach 
hinten unterscheiden, dazu ist es ja ein Gray-Code.

Die einzigen, die dabei Probleme haben, sind die, die meinen, man müsse 
beim Inkrementaldecoder irgendwelche Flanken erkennen. Muss man nicht, 
darf man nicht, es geht nur um Zustände, und davon eben 4 verschiedene 
pro .. Schritt.
(Firma: mechapro GmbH) Persönliche Seite #3183768
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Hallo MaWin!
>> ich habe Strichbreite mit Periodenlänge (ein
>> Strich und eine "Leerstelle") verwechselt
>
> Ein Strich bei einem Incrementaldecoder IST der Strich und die Lücke
> zusammen. Ohne die Lücke daneben wäre ein Strich kein Strich sondern
> eine vollausgemalte Fläche.

Natürlich. Aber wenn man "Strichbreite" sagt, meint man nur den Strich, 
und nicht die weisse Fläche daneben. Insofern ist "Periode" hier schon 
der richtige Begriff.

Mit freundlichen Grüßen
Thorsten Ostermann
Moderator #3183794
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MaWin schrieb:
> Ein Strich bei einem Incrementaldecoder IST der Strich und die Lücke
> zusammen.

Schöne rekursive Definition :)

Ein Strich ist also
  ein Strich und eine Lücke,
also
  ein Strich und eine Lücke und eine Lücke,
also
  ein Strich und eine Lücke und eine Lücke und eine Lücke,
...

Nee, lassen wir doch lieber einen Strich einen Strich und eine Lücke
eine Lücke sein ;-)
#3183798
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Jan Weber schrieb:

> Ich gehe davon aus, dass die Einheit "Striche" von den optischen
> Encodern kommt und die Anzahl der schwarzen Striche auf einer
> transparenten Scheibe angibt.

Bei optischen Strichscheiben kann man die Auflösung problemlos
vervielfachen. Faktor 100 ist fast schon Standard, Faktor 1000
schafft man mit dem entsprechenden KnowHow, wie sie z.B. die
Fa. Heidenhain hat, wohl auch noch.
Gruss
Harald
#3183816
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@ Harald Wilhelms (wilhelms)

>Bei optischen Strichscheiben kann man die Auflösung problemlos
>vervielfachen. Faktor 100 ist fast schon Standard, Faktor 1000
>schafft man mit dem entsprechenden KnowHow, wie sie z.B. die
>Fa. Heidenhain hat, wohl auch noch.

Naja, Interpolation ist nix neues, aber da kann man auch schöne 
Marketingzahlen generieren. Nicht nur bei Scannern und Digitalkameras.
Alles hat seine sinnvollen Grenzen.
#3183865
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Falk Brunner schrieb:

> Naja, Interpolation ist nix neues, aber da kann man auch schöne
> Marketingzahlen generieren.

Es geht hier nicht um einfache Interpolation, sondern um die
analoge Auswertung der Sinusähnlichen Signale, wie sie aus
guten Optischen Encodern rauskommen. Die Fa. Heidenhain hat
da eine lange Tradition auf diese Weise hochpräzise Meß-
geräte herzustellen. Aber m.W. wird eine solche Verviel-
fachung schon bei einfachen digitalen Messschiebern gemacht.
Gruss
Harald
#3183975
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@ Harald Wilhelms (wilhelms)

>> Naja, Interpolation ist nix neues, aber da kann man auch schöne
>> Marketingzahlen generieren.

>Es geht hier nicht um einfache Interpolation, sondern um die
>analoge Auswertung der Sinusähnlichen Signale, wie sie aus
>guten Optischen Encodern rauskommen.

Das ist mehr oder weniger Interpolation.
Gast #3184107
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Falk Brunner schrieb:
> Das ist mehr oder weniger Interpolation.

Und diese Interpolation ist auch nur so genau wie die Signale 
sinusähnlich sind und - noch kritischer - ob beide die gleiche Amplitude 
haben. Wenn nicht zählt der Zähler zwar sauber von 0..100 (sollte er 
zumindest, und zwar per Konstruktion), aber die hundert Teile sind nicht 
gleich gross. Eine Anzeige von z.B. 72 ist aber von sehr zweifelhaftem 
Wert, wenn das tatsächliche Mass nicht 0,72 Perioden vom nächsten 
Fixpunkt entfernt ist. Das führt dann zur gleichen Diskussion wie bei 
ADCs, bei denen ständig Auflösung und Genauigkeit verwechselt werden.

Da ist das Knowhow des Herstellers gefragt, damit Sinusform und 
Amplitude eine solche Auswertung sinnvoll erlauben, und das über die 
gesamte Messlänge.

Moderate Unterteilungen von 2..10 sind aber unkritisch und üblich.

Übrigens, der Vollständigkeit halber, das ist natürlich keine lineare 
Interpolation.

Gruss Reinhard

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