Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Winkel Encoder Genauigkeit


von Christoph M. (mchris)


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In einem Motor habe ich einen AS5048 Hall Encoder.
Hat jemand Erfahrung mit magnetischen Winkelencodern? Muss man die 
kalibrieren?

von Cyblord -. (cyblord)


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Christoph M. schrieb:
> In einem Motor habe ich einen AS5048 Hall Encoder.
> Hat jemand Erfahrung mit magnetischen Winkelencodern? Muss man die
> kalibrieren?

Mag jetzt abgedroschen klingen, aber was sagt das Datenblatt?

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Muss man die kalibrieren?
Eine Kalibrierung alleine würde dir nichts nützen. Du müsstest die 
ausgegeben Werte anhand des Ergebnises dieser Kalibierung umrechnen.

Die Auflösung bei der Ausgabe ist deutlich höher, als die 
Nichtlinearität. Es kommt also auf deine Anforderungen und die 
Stabilität der Umgebungsbedingungen an.

Im Datenblatt ist angegeben, wie genau der Magneten über dem Sensor 
positionierst werden muss (S.31) und welche Linearität dann mit der 
eingebauten Offset-Kompensation erreicht wird. Der Zustand wird durch 
das OCF-Flag angezeigt.

: Bearbeitet durch User
von Michael B. (laberkopp)


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Christoph M. schrieb:
> Hat jemand Erfahrung mit magnetischen Winkelencodern? Muss man die
> kalibrieren?

Ja und nein.

Sie funktionieren, wenn sie in geeignetem Abstand zum Magneten montiert 
sind.

Man kann aber die 0-Grad Position festlegen,

und wenn man besonders genaue Messwerte haben will muss man kalibrieren, 
was im wesentlichen softwaretechnisch die nicht perfekt zentrische und 
plane Montage korrigiert.

von Christoph M. (mchris)


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Cyblord -. (cyblord)
23.09.2025 12:17
> Mag jetzt abgedroschen klingen, aber was sagt das Datenblatt?

Danke, in dem Falle muss ich dir ausnahmsweise recht geben.

Das Datenblatt sagt:

INLOPT @25ºC INL OPT+TEMP
Non-linearity, optimum placement of the magnet
± 0.8deg

und passt damit genau zu meiner Messung. Das ist schlecht.

Eigentlich muss ich die Rotationsgeschwindigkeit messen. Gibt es da 
besser geeignete Sensoren in der Bauform?

von Heiner B. (karadur)


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Was interessiert die Positionsgenauigkeit bei einer 
Geschwindigkeitsmessung?

von Christoph K. (christoph_k314)


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Die Geschwindigkeit ist die erste Ableitung des drehwinkels. Damit ist 
der Ortsfehler auch ein Geschwindigkeitsfehler

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Eigentlich muss ich die Rotationsgeschwindigkeit messen.

Bei welchen Winkelgeschwindigkeiten und mit welcher Zeitauflösung?

: Bearbeitet durch User
von Christoph M. (mchris)


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>Bei welchen Winkelgeschwindigkeiten und mit welcher Zeitauflösung?
Gute Frage. Ein Umdrehung braucht ca. 2 Sekunden. Die Zeitauflösung 
schätze ich im Moment auf ca. 10ms.

von Cyblord -. (cyblord)


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Christoph M. schrieb:
>>Bei welchen Winkelgeschwindigkeiten und mit welcher Zeitauflösung?
> Gute Frage. Ein Umdrehung braucht ca. 2 Sekunden. Die Zeitauflösung
> schätze ich im Moment auf ca. 10ms.

Damit könnte man fast schon die Umdrehungsgeschwindigkeit von Georg 
Simon Ohm in seinem Grab messen, nach dem er von diesem Forum erfahren 
hat. Fast.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Die Zeitauflösung schätze ich im Moment auf ca. 10ms.

Wieso schätzen? Du musst doch eine Vorstellung davon haben, mit welcher 
Zeitauflösung du die Rotationsgeschwindigkeit messen musst. Die Messung 
ist doch kein Selbstzweck.

Noch eine Frage:
Mit welcher nutzbaren Auflösung muss die Rotationsgeschwindigkeit 
gemessen werden?

: Bearbeitet durch User
von Christoph M. (mchris)


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>Noch eine Frage:
>Mit welcher nutzbaren Auflösung muss die Rotationsgeschwindigkeit
>gemessen werden?

Ziemlich genau:
0.01%

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Ziemlich genau:
> 0.01%

Um bei einer Drehzahl von 0,5 1/s innerhalb von 10ms die 
Rotationsgeschwindigkeit auf 0,01% messen zu können, brauchst du einen 
Winkelsensor mit einer Auflösung von etwa 0.6", falls ich mich nicht 
verrechnet habe. Da solltest du noch einmal ganz in Ruhe drüber 
nachdenken.

von Thomas F. (igel)


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Rainer W. schrieb:
> Christoph M. schrieb:
>> Ziemlich genau:
>> 0.01%

> Da solltest du noch einmal ganz in Ruhe drüber
> nachdenken.

Ichg stimme Rainer vollkommen zu: Mit diesen Vorgaben und Anforderungen 
wird das nix: Abtastintervall versus Winkelgeschwindigkweit versus 
Auflösung/Genauigkeit passt nicht.

Schau dir mal an was richtig gute Drehgeber so können - daran kannst du 
deine Anforderungen dann mal abgleichen:

https://www.heidenhain.de/produkte/drehgeber/anbau/rod-1000

von Christoph M. (mchris)


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>Schau dir mal an was richtig gute Drehgeber so können - daran kannst du
>deine Anforderungen dann mal abgleichen:
>https://www.heidenhain.de/produkte/drehgeber/anbau/rod-1000
1
Positioniergenauigkeit bis ±18"

Na immerhin kommt er in die Größenordnung der 0.6", wenn man mal den 
Faktor 30 ignoriert ..

Da v=ds/dt, spielt die Zeit auch eine Rolle.

von Christoph M. (mchris)


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Optische Encoder arbeiten nach einem anderen Prinzip wie der im Eingang 
erwähnte Hallsensor.
Vielleicht wären diese besser für das Problem geeignet. Mit was für 
einer maximalen Strichauflösung kann man da rechnen?

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Christoph M. schrieb:

> Eigentlich muss ich die Rotationsgeschwindigkeit messen. Gibt es da
> besser geeignete Sensoren in der Bauform?

Warum nicht direkt die Drehzahl messen, z.B. mit einem Tachogenerator:
https://www.baumer.com/de/de/produktubersicht/drehgeber-winkelsensoren/heavyduty-tachogeneratoren-resolver/c/318/products
Ob das "die Bauform" ist, musst Du selber ermitteln.

So hat man in der guten alten Zeit Drehzahlen gemessen, denn wir hatten 
ja nichts... :-)

Grüßle,
Volker

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Optische Encoder arbeiten nach einem anderen Prinzip wie der im Eingang
> erwähnte Hallsensor.

Eigentlich nicht. Nur verwenden sie an Stelle des Magneten mit zwei 
Hall-Elementen eine optische Strichplatte und entsprechende optische 
Sensoren. Bei der optischen Abtastung sitzt die Sensorik im Gegensatz 
zum AS5048 nicht zentrisch, so dass man mehr Striche/Pole verwenden 
kann.

> Mit was für einer maximalen Strichauflösung kann man da rechnen?

WDGI 58A von Wachendorff gibt es bspw. mit einer Winkelauflösung von 13"
https://www.wachendorff-automation.de/drehgeber-vollwelle-inkremental-optisch-synchroflansch-wdgi58a/

: Bearbeitet durch User
von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Rainer W. schrieb:
>> Mit was für einer maximalen Strichauflösung kann man da rechnen?
>
> WDGI 58A von Wachendorff gibt es bspw. mit einer Winkelauflösung von 13"
> 
https://www.wachendorff-automation.de/drehgeber-vollwelle-inkremental-optisch-synchroflansch-wdgi58a/

Jepp. Und das kann man schon lange ;-)

Selbst der alte Haidenheingeber hier an der Erodiermaschine (Bj. 1982) 
hat 0,005° Auflösung.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Christoph M. schrieb:
> Optische Encoder arbeiten nach einem anderen Prinzip wie der im Eingang
> erwähnte Hallsensor.
> Vielleicht wären diese besser für das Problem geeignet. Mit was für
> einer maximalen Strichauflösung kann man da rechnen?

Ich beantworte dir lieber eine andere Frage. Wie groß müßte ein 
optischer Encoder sein, um 0.6 Bogensekunden (0.000167°) auflösen zu 
können?

Antwort: bei einer Strichstärke von 0.5mm und Quadratur-Auswertung (4 
Schritte pro mm) bräuchte er ein Encoderrad mit 172m Durchmesser. Wenn 
ich mich nicht verrechnet habe. Etwas unhandlich.

von Rainer W. (rawi)


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Chris D. schrieb:
> Selbst der alte Haidenheingeber hier an der Erodiermaschine (Bj. 1982)
> hat 0,005° Auflösung.

Ja, das sind 18". Optik konnte man auch 1982 schon.
Die Frage war, was es an deutlich höherer Auflösung gibt.

Axel S. schrieb:
> Antwort: bei einer Strichstärke von 0.5mm und Quadratur-Auswertung (4
> Schritte pro mm)

Du sollst das Ding nicht per unbewaffnetem Auge auswerten ;-)
Optische Sensoren liegen bei einige µm.

: Bearbeitet durch User
von Norbert (der_norbert)


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Rainer W. schrieb:
> Du sollst das Ding nicht per unbewaffnetem Auge auswerten ;-)
> Optische Sensoren liegen bei einige µm.

Von 500µm herunter auf 5µm wäre Faktor 100.
Das verkleinert den Durchmesser von 170m auf 170cm.

(Ohne die eigentlichen Werte durch gerechnet zu haben)

von Christoph M. (mchris)


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Christoph M. schrieb:
>> Optische Encoder arbeiten nach einem anderen Prinzip wie der im Eingang
>> erwähnte Hallsensor.
>> Vielleicht wären diese besser für das Problem geeignet. Mit was für
>> einer maximalen Strichauflösung kann man da rechnen?
Axel S. (a-za-z0-9)
24.09.2025 18:13
>Ich beantworte dir lieber eine andere Frage. Wie groß müßte ein
>optischer Encoder sein, um 0.6 Bogensekunden (0.000167°) auflösen zu
>können?
>Antwort: bei einer Strichstärke von 0.5mm und Quadratur-Auswertung (4
>Schritte pro mm) bräuchte er ein Encoderrad mit 172m Durchmesser. Wenn
>ich mich nicht verrechnet habe. Etwas unhandlich.

Die Frage war rein aus Interesse.
Es gibt nämlich einen grundsätzlichen Denkfehler: Für eine hohe 
Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung ist nämlich die Strichauflösung 
gar nicht unbedingt entscheidend, sondern der zeitliche Jitter, mit dem 
man die Flanken messen kann.
Da v=ds/dt ist darf ds ruhig konstant sein, wenn die Information in dt 
liegt.

: Bearbeitet durch User
von Christoph M. (mchris)


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Rainer W. schrieb:
> WDGI 58A von Wachendorff gibt es bspw. mit einer Winkelauflösung von 13"

Interessantes Teil. Bei RS liegt der bei ca. 300€. Dort wird die 
Impulszahl mit 5000 angegeben und im Datenblatt steht bis 25000.

von Christoph M. (mchris)


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Volker schrieb:
>Warum nicht direkt die Drehzahl messen, z.B. mit einem Tachogenerator:
>https://www.baumer.com/de/de/produktubersicht/drehgeber-winkelsensoren/>heavyduty-tachogeneratoren-resolver/c/318/products
>Ob das "die Bauform" ist, musst Du selber ermitteln.
>So hat man in der guten alten Zeit Drehzahlen gemessen, denn wir hatten
>ja nichts... :-)

Mir scheint, die Tachogeneratoren sind eher für höher Geschwindigkeiten 
gemacht.
Ich habe mal den GTF7 Tachogenerator angeschaut: Dort steht 10..60mV pro 
U/min. Meine Rotationsgeschwindigkeit liegt bei ca. 40U/min das wäre 
dann eine Spannung von 0.4 bis 2.4V was ein ziemliche Schwankungsbreite 
ist.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Dort wird die Impulszahl mit 5000 angegeben und im Datenblatt steht bis
> 25000.

Den Drehgeber gibt es eben mit verschiedenen Impulszahlen pro Umdrehung 
(s. Datenblatt)

Christoph M. schrieb:
> Für eine hohe Genauigkeit der Geschwindigkeitsmessung ist nämlich die
> Strichauflösung gar nicht unbedingt entscheidend, sondern der zeitliche
> Jitter, mit dem man die Flanken messen kann.

Die schönste Zeitmessung nützt nichts, wenn der Jitter der vom Geber 
kommenden Pulseflanken größer als für die Geschwindigkeitsmessung 
erforderlich ist. Falls man also nicht nur Flanken zählen, sondern 
Zeitabstände messen will, muss der Geber die Flanken auch ausreichend 
jitterarm und  kurzzeitstabil erzeugen.

: Bearbeitet durch User
von Thomas F. (igel)


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Christoph M. schrieb:
> Bei RS liegt der bei ca. 300€. Dort wird die
> Impulszahl mit 5000 angegeben und im Datenblatt steht bis 25000.

RS bietet eben nur diese eine Ausführung an. Weitere stehen im 
Datenblatt.

von Christoph M. (mchris)


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>RS bietet eben nur diese eine Ausführung an. Weitere stehen im
>Datenblatt.

Da befürchte ich mal, dass der Preis mit der Impulszahl exponentiell 
steigt.

von Udo S. (urschmitt)


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Christoph K. schrieb:
> Die Geschwindigkeit ist die erste Ableitung des drehwinkels. Damit ist
> der Ortsfehler auch ein Geschwindigkeitsfehler

Falsch!
Wie du richtig schreibst die Ableitung. Und was passiert mit einem 
konstanten Glied bei einer Ableitung? Es fliegt raus!
Mathe 11 Klasse.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Da befürchte ich mal, dass der Preis mit der Impulszahl exponentiell
> steigt.

Wie sehr sich die auf den Preis auswirkt, hängt dann immer noch von der 
Konstanten im Exponenten ab  ;-)
Das ließe sich aber durch einen einfachen Telefonanruf (+49 6722 996525) 
oder durch eine Email an sales-wa@wachendorff.de klären.

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Udo S. schrieb:
> Christoph K. schrieb:
> ... Und was passiert mit einem konstanten Glied bei einer Ableitung?
> Es fliegt raus!
> Mathe 11 Klasse.

Herzlichen Glückwunsch. Du hast den Offset entdeckt. Und richtig, die 
absolute Position spielt für die Bestimmung der Geschwindigkeit keine 
Rolle, sondern nur die zeitliche Änderung.

von Udo S. (urschmitt)


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Rainer W. schrieb:
> Herzlichen Glückwunsch. Du hast den Offset entdeckt

Nein, das haben schon Newton und Leibnitz gemacht. Ich habe lediglich 
eine falsche Aussage korrigiert.
DU kannst also deinen Sarkasmus gerne behalten ;-)

von Udo S. (urschmitt)


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Christoph M. schrieb:
> Mir scheint, die Tachogeneratoren sind eher für höher Geschwindigkeiten
> gemacht.
> Ich habe mal den GTF7 Tachogenerator angeschaut: Dort steht 10..60mV pro
> U/min. Meine Rotationsgeschwindigkeit liegt bei ca. 40U/min das wäre
> dann eine Spannung von 0.4 bis 2.4V was ein ziemliche Schwankungsbreite
> ist.

Das nützt dir alles nichts. Der Absolutwert wäre gar nicht das Problem, 
aber der Sensor müsste eine Genauigkeit von <0,01% haben und deine 
Spannungsmessung auch.
Du musst deine ziemlich utopischen Forderungen deutlich runterschrauben.
Also entweder die Genauigkeit oder die zeitliche Auflösung.

Das hat dir Rainer W. doch schon vorgerechnet.

von Christoph M. (mchris)


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Rainer W. (rawi)
23.09.2025 22:21
>>Bei welchen Winkelgeschwindigkeiten und mit welcher Zeitauflösung?
Christoph M. schrieb:
> Gute Frage. Ein Umdrehung braucht ca. 2 Sekunden. Die Zeitauflösung
> schätze ich im Moment auf ca. 10ms.
> 0.01% Geschwindigkeit

>>Um bei einer Drehzahl von 0,5 1/s innerhalb von 10ms die
>>Rotationsgeschwindigkeit auf 0,01% messen zu können, brauchst du einen
>>Winkelsensor mit einer Auflösung von etwa 0.6", falls ich mich nicht
>>verrechnet habe. Da solltest du noch einmal ganz in Ruhe drüber
>>nachdenken.

Da hast du meiner Meinung nach einen Rechenfehler gemacht.
Wenn der Umlauf 2 Sekunden braucht und die Zeitauflösung 10ms ist, ist 
der Drehwinkel 360°*0.01s/2s=1.8°. Würde man einen optischen Encoder mit 
Impulsausgang nehmen, währen also 200Pulse/Umdrehung ausreichend.

: Bearbeitet durch User
von Henrik V. (henrik_v)


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Naja, vom einfachen Streifenzählen ist man bei hoch auflösenden 
Winkelgebern schon lange weg. Durch geeignete Optik macht man da Sinus 
und Cosinus draus und kann deren Phasenlagen bestimmen. Damit kan man 
den Strich auch Faktor 100 oder 1000 feiner auflösen.
Bedingt natürlich das die Striche auf dem Kreis genau sind, die 
Strichplatte zentrisch montiert ist, und dass die Leseköpfe (mehr als 
einer) korrekt montiert sind. Selbst dann wird man noch eine Eierkurve 
bekommen ;)

Christoph (TS) kann sich ja mal überlegen wie genau seine Achslagerung 
ist, und wie groß sein Sensor sein darf. Irgendwann macht die feinere 
Auflösung dann auch keinen Sinn mehr. Mit Kalibrierung und Kompensation 
kann man da schon weit kommen, schnell ist jedoch die mechanische 
Reproduzierbarkeit das Problem.

Wenn es um Winkelgeschwindigkeit geht, kann man auch Faserkreisel nehmen 
;)
Die Besseren messen dann auch schon die Erdrotation .. muss man wenn 
nötig korrigieren  (Teuer und schwer zu bekommen, da DUAL-USE.. ;) )

von Jens K. (jens_k369)


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Christoph K. schrieb:
> Die Geschwindigkeit ist die erste Ableitung des drehwinkels. Damit ist
> der Ortsfehler auch ein Geschwindigkeitsfehler

Stimmt. Aber eine Geschwindigkeits-
messung basiert auf der Zeit zwischen
zwei 0°-Durchgängen. die genaue Position des 0°-Punktes spielt dann
keine Rolle.

Jens K.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Wenn der Umlauf 2 Sekunden braucht und die Zeitauflösung 10ms ist, ist
> der Drehwinkel 360°*0.01s/2s=1.8°.

Die 1,8° sind der Drehwinkel innerhalb von 10ms. Um die 
Drehgeschwindigkeit auf 0.01% zu messen, muss die Winkelauflösung das 
10000-fache betragen.

: Bearbeitet durch User
von Christoph M. (mchris)


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Christoph M. schrieb:
>> Wenn der Umlauf 2 Sekunden braucht und die Zeitauflösung 10ms ist, ist
>> der Drehwinkel 360°*0.01s/2s=1.8°.
Rainer W. (rawi)
25.09.2025 10:44
>Die 1,8° sind der Drehwinkel innerhalb von 10ms. Um die
>Drehgeschwindigkeit auf 0.01% zu messen, muss die Winkelauflösung das
>10000-fache betragen.

Ok, vielleicht sollte ich meine Anforderung etwas präzisieren: die 
Messzeit muss nicht konstant, sondern kleiner gleich 10ms sein. In 
diesem Fall ist dein Ergebnis falsch.
Bedenke: man kann auch Zeiten messen, nicht nur Impulse.

von Christoph M. (mchris)


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Henrik V. (henrik_v)
25.09.2025 10:09
>Christoph (TS) kann sich ja mal überlegen wie genau seine Achslagerung
>ist, und wie groß sein Sensor sein darf.

Eigentlich nicht: Der Encoder ist genau dazu da, Rückschlüsse auf 
mechanische Toleranzen zu machen. Die kann man nicht überlegen, die kann 
man nur messen.

von Rainer W. (rawi)


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Christoph M. schrieb:
> Bedenke: man kann auch Zeiten messen, nicht nur Impulse.

Damit du sinnvoll die Zeitdifferenz messen kannst, müssen trotzdem die 
Flanken mit ausreichend hoher nutzbarer Winkelauflösung vom Sensor 
geliefert werden, d.h. der Jitter muss so klein sein, dass deine 
Genauigkeitsanforderung erfüllbar ist.

von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Christoph M. schrieb:
> Der Encoder ist genau dazu da, Rückschlüsse auf
> mechanische Toleranzen zu machen. Die kann man nicht überlegen, die kann
> man nur messen.

Herrlich die Salamischeiben-Taktik!
Wenn es um Qualitätssicherung geht, würde ich einen ganz anderen Ansatz 
wählen: Auf dem Wellenende ein Art rotationssymmetrische 
Noniuskonstruktion montieren, ähnlich eines Messschiebers, die dann 
mittels Camera ausgewertet wird. Vielleicht kannst Du eine KI 
dressieren? :-)

Viele Grüße von Volker,
der sich schon auf die nächste Salamischeibe freut!

: Bearbeitet durch User
von Udo S. (urschmitt)


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Christoph M. schrieb:
> Ok, vielleicht sollte ich meine Anforderung etwas präzisieren: die
> Messzeit muss nicht konstant, sondern kleiner gleich 10ms sein. In
> diesem Fall ist dein Ergebnis falsch.
> Bedenke: man kann auch Zeiten messen, nicht nur Impulse.

Richtig, da bin ich auch reingefallen. Dann kommt der Jitter wieder ins 
Spiel, wenn du mit 0,01% genau messen willst, dann darf der Jitter nicht 
größer als 360 / (Imp/U * 10000) Grad sein.

Wenn deine Welle aber auch langsamer drehen soll, dann benötigst du 
immer mehr Schritte pro Umdrehung, um in 0,01s einen neuen Messwert zu 
bekommen.

von Rainer W. (rawi)


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p.s.
Ob man letztendlich nur Flanken zählt oder zusätzlich noch die Phase mit 
nutzt, ändert nichts daran, dass der Jitter der Winkelsignale klein 
genug sein muss.

Mit dem von Henrik vorgeschlagenen Sagnac-Interferometer hätte man 
immerhin eine gleichmäßige "Strich-Teilung". Der Jitter wird dort 
wesentlich durch die Wellenlängen/Weg-Stabilität und das Rauschen bei 
der Phasenmessung bestimmt. Vorteil ist, dass man über die Anzahl der 
Umläufe der Lichtstrahlen (=Windungsanzahl beim Glasfaserkreisel) die 
Wegstrecke und damit die Auflösung relativ bequem hochschrauben kann.

Henrik V. schrieb:
> Wenn es um Winkelgeschwindigkeit geht ...

: Bearbeitet durch User
von Clemens S. (zoggl)


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Christoph M. schrieb:
> Da hast du meiner Meinung nach einen Rechenfehler gemacht.
> Wenn der Umlauf 2 Sekunden braucht und die Zeitauflösung 10ms ist, ist
> der Drehwinkel 360°*0.01s/2s=1.8°. Würde man einen optischen Encoder mit
> Impulsausgang nehmen, währen also 200Pulse/Umdrehung ausreichend.

kommt darauf an wie die Definition lautet.
du musst in deiner Torzeit von 10ms mindestens DREI Impule haben, um die 
Zeit dazwischen messen zu können. wenn es innerhalb von 10 ms ein 
absolut richtiger und genauer Wert sein soll.

Beispiel (der erste und letzte Impuls werde nicht mehr erreicht):
 <----10MS------>
|----|-----|-----|

damit musst du 600 Impulse pro Umdrehung haben.

wenn du innerhalb von 10ms nur einen neuen Wert haben willst, reichten 
die 200 Impulse aus.
diese müssen aber dann mit einer Linearität von 0.01% ausgewertet 
werden.

Das macht dann 129" max Fehler für die Messkette.

Ich würde bei der Impulszahl Richtung 6-10k gehen und mehrere Zähler 
parallel laufen lassen.

sollte mit einem guten Geber schaffbar sein. Leider ist die Toleranz oft 
nicht angegeben, oder schlecht.

zb: https://at.rs-online.com/web/p/bewegungssensoren/2859420 mit 
0,5+-10%

geht es hier um audiophile Hirnwixxerei? => Schallplatten laufen mit 33 
U/min?

: Bearbeitet durch User
von Rainer W. (rawi)


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Clemens S. schrieb:
> du musst in deiner Torzeit von 10ms mindestens DREI Impule haben, um die
> Zeit dazwischen messen zu können. wenn es innerhalb von 10 ms ein
> absolut richtiger und genauer Wert sein soll.

Muss man nicht. Es reicht die Pulse als Tor zu verwenden. Dann reichen 
zwei Pulse, deren Abstand man misst.

: Bearbeitet durch User
von Christoph M. (mchris)


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>sollte mit einem guten Geber schaffbar sein. Leider ist die Toleranz oft
>nicht angegeben, oder schlecht.
>zb: https://at.rs-online.com/web/p/bewegungssensoren/2859420 mit
>0,5+-10%

Eine komische Angabe. Ich deute sie mal als Faktor 10 für die 
Impulsanzahl, wenn man die Periode misst. Als dann knapp 10.000 bei dem 
Encoder.

>geht es hier um audiophile Hirnwixxerei? => Schallplatten laufen mit 33
>U/min?

Die scheinen tatsächlich eine ähnliche Drehzahl wie bei mir zu haben. 
Welche Genauigkeit ist dort gefordert? Besser als meine?

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Rainer W. schrieb:
> Clemens S. schrieb:
>> du musst in deiner Torzeit von 10ms mindestens DREI Impule haben, um die
>> Zeit dazwischen messen zu können. wenn es innerhalb von 10 ms ein
>> absolut richtiger und genauer Wert sein soll.
>
> Muss man nicht. Es reicht die Pulse als Tor zu verwenden. Dann reichen
> zwei Pulse, deren Abstand man misst.

Yep. Prinzip Reziprokzähler. Allerdings muß man dann die minimale 
Frequenz (oder die maximale Impulsdistanzzeit angeben). Und das Signal 
muß halt ausreichend jitterarm sein. Mit 1000 Impulsen pro 10ms sollte 
das klappen wenn der Jitter < 10% der Periode ist. Wenn weniger Jitter, 
reichen auch weniger Impulse.

von Henrik V. (henrik_v)


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Ich würde da jetzt keinen Reziprokzähler verwenden, sondern jede Flanke 
mit einem Timestamp versehen. Also µC mit input capture und schnellen 
internem Zähler. (problem des µC Hochtaktens mit sch... interner PLL, 
also ggf FPGA und guter clocksource, ggf reicht ja auch schon der 
direkte Takteingang, müsste man (bzw der TS)  rechnen)

Der TS hat leider keine weiteren Details genannt, die 10ms scheinen wohl 
für einen Regler nötig zu sein...  je nach Regelgüte des Gesammtsystems 
kann dann man dann auch Daten der letzten xx ms nehmen. Oder man 
schraubt noch etwas J (Masse)  dran ;)

Selbst wenn der Geber wegen des Gitters jittert, wird er das in erster 
Näherung periodisch mit einer Umdrehung machen , kann man auch noch 
kompensieren.

Problem sind eher Montageungenauigkeiten im Geber und des Gebers an die 
Welle. Das muss man eh messen und kompensieren, WENN die o.g. 
Anforderungen nicht eh akademisch sind. (Endlich ein Plattenspieler mit 
perfektem Gleichauf ;) )

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Henrik V. schrieb:
> Selbst wenn der Geber wegen des Gitters jittert, wird er das in erster
> Näherung periodisch mit einer Umdrehung machen , kann man auch noch
> kompensieren.

Wenn es nur 0.5 Umdrehungen pro Sekunde sind, man aber alle 10ms einen 
Meßwert braucht, kann man keinen Jitter rausrechnen der periodisch mit 
einer Umdrehung ist :)

Aber das "entjittern" durch die Berücksichtigung mehrerer Impulse klappt 
immer. Du kannst das auch gern in absoluten Zahlen rechnen: wenn in 10ms 
auf 0.01% (ein 10.000stel) genau gemessen werden soll, muß die Periode 
mit einem Fehler von maximal 1µs gemessen werden. Wenn 1000 Impulse im 
Zeitfenster liegen, ist die (mittlere) Periode 10µs. Damit darf der 
impuls maximal 10% der Periode zu früh oder zu spät kommen. Das ist eine 
recht relaxte Anforderung.

Die Zeitmessung auf Seite des Controllers muß natürlich auch mit einer 
Genauigkeit (nicht: Auflösung) besser 1µs geschehen. Aber wenn man einen 
Timer mit Capture-Funktion hat, dann kann man den auch auf einem kleinen 
µC wie dem AVR problemlos mit 10Mhz laufen lassen.

von Christoph M. (mchris)


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Danke für eure Beiträge. Jetzt haben sich alle auf die Impulszähler 
eingeschossen.
Eigentlich ist in dem Motor ja ein AS5048 mit 14Bit und ca. 10kHz 
Abtastrate eingebaut. So ein Hallsensor ist vom Einbau und Handling 
wesentlich einfacher und außerdem billiger  als ein Impulszähler.
Eine entscheidende Frage ist, ob man den AS5048 durch einen Hallencoder 
gleicher Baugröße aber besseren Eigenschaften ersetzen könnte.

von Henrik V. (henrik_v)


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Du hast oben geschrieben, das du mit dem Hallsensor 0,8% gemessen hast, 
aber 0,01% möchtest.
Faktor 80 durch Kalibrierung und Kompensation ist nicht unmöglich, WENN 
dein System stabil genug ist. DAS zu validieren ist machbar, macht aber 
arbeit.
Bei den Halldingern bin ich wg. Einstreuen der Motormagnetfelder 
unsicher, kannst je mal testen.

von Christoph M. (mchris)


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>Du hast oben geschrieben, das du mit dem Hallsensor 0,8% gemessen hast,
>aber 0,01% möchtest.

Nicht ganz: Im Datenblatt steht für die INL 0.8° Winkelgenauigkeit. Die 
habe ich gemessen. Ein voller Umlauf ist ja 360°.
Die Geschwindigkeit will ich auf 0.01% genau messen.

von Ste N. (steno)


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Ich hab jetzt nicht alles gelesen, aber wenn es wirklich genau werden 
soll. Renishaw RESR Encoderscheibe mit RGH24 Encoder. Z.B. mit einer 
52mm Encoderscheibe und RGH24O Encoder 16384000 Striche pro Umdrehung, 
also 0,08".

von Rainer W. (rawi)


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Hier spricht Renishaw für das RESR Winkelmesssystem sogar von einer 
Auflösungen/Wiederholgenauigkeit bis 0,008".
https://www.renishaw.com/resourcecentre/download/(aad17a8ebdae4dbb81445fcc3d6b8080)

von Christoph M. (mchris)


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Ste N. (steno)
27.09.2025 15:45
>ich hab jetzt nicht alles gelesen, aber wenn es wirklich genau werden
>soll. Renishaw RESR Encoderscheibe mit RGH24 Encoder.

Die scheinen sehr interessant. Die Preise werden wohl über 200€ liegen.

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