那么，按照第一性原理的思維，磁鐵及磁場和它的感應(yīng)式原理是無法繞過的。磁編的突破就要在磁鐵與磁場上動腦精，在360度一周內(nèi)分割出更多的磁鐵或更多對磁場分布，才能提高磁編的分辨率與精度。多對磁極磁編以及背磁式游標磁編，就是這樣的思維下被開發(fā)出來了。

 

三、假如我來做一個單對磁極17位磁編

 

當全球知名磁編芯片廠家經(jīng)過多年努力下，單對磁極的磁編還停在13位14位時，最近兩年國內(nèi)市場卻紛紛冒出了低成本單對磁極的17位甚至更高位數(shù)的磁編，究竟是哪路大神可以突破磁編第一性原理做得出這個高分辨率來？我仔細想想我十年前最初拿著AS5045資料學(xué)習(xí)的時候所想的問題，答案其實早在十年前就已經(jīng)有了。那么好吧，就好比讓我來做一個17位磁編，挖一下這個單對磁極17位磁編的坑。

 

第一個小技巧：選擇模擬信號的磁編芯片，數(shù)字串行輸出的原先是多少位的，只有省略減少位數(shù)卻不能再增加位數(shù)了，而模擬信號可以接近無限的AD轉(zhuǎn)換“細分”，靠芯片“分出”很高的分辨率來。

 

第二個小技巧：選擇數(shù)字串行信號做輸出，不能做AB相增量輸出。我在前面講到AS5047數(shù)字串行輸出的是14位，而AB相輸出1024脈沖的經(jīng)過四倍頻也只是12位，為什么做增量脈沖輸出的少掉了2位？這是因為數(shù)字輸出的可以跳數(shù)可以反序，例如123，67，45，89，到17位時有13萬個數(shù)，你會一格格極為緩慢的轉(zhuǎn)動編碼器去驗證每個數(shù)的順序嗎？也沒有這個條件如此慢并高精度控制轉(zhuǎn)速的去一格格讀它的順序，這樣也就沒人能看出破綻了。但是AB相增量脈沖卻不行，當有跳數(shù)反序，輸出的AB相位差就亂了，讀數(shù)計數(shù)器計數(shù)的累加就是錯的了，這就好比要求南郭先生一個個吹竽無法再濫竽充數(shù)了。記住，必須輸出數(shù)字串行信號，決不能提AB相增量脈沖輸出。

 

第三個小技巧：叫“補償技術(shù)”，補償是基于重復(fù)精度的對單信號周期誤差的補償，是基于單信號品質(zhì)不佳，但雖然有誤差卻仍然有一定的規(guī)律性，對于這樣的誤差規(guī)律性進行補償。磁鐵磁場非線性沒關(guān)系，裝歪了裝斜了都沒關(guān)系，只要在編碼器安裝磁鐵與電路板后的首次通電時轉(zhuǎn)一下，讀取輸出波形并與理想波形對比，用芯片寄存補償。以后還會變嗎？這不是刻舟求劍嗎？沒有關(guān)系，只要出廠一個月是好的就夠了。

 

第四個小技巧：叫“校準技術(shù)”，基于重復(fù)精度的校準。重復(fù)精度是在大行程精度不夠的情況下，強調(diào)單信號角度位置每次的重復(fù)性。在已經(jīng)細分后的角度值，經(jīng)過與高精度的校準儀器對比，逐點寄存誤差量并修正，這種做法稱之為“校準”。校準是基于單信號周期已有的重復(fù)精度，對于大行程偏差的一種修正。

 

磁編裝好后與一個較高精度的光編軸對軸的轉(zhuǎn)一圈，寄存偏差并校準補回去，保存在磁編芯片了。反正一出廠剛剛校準過的，準啊。以后會不會不準了再回廠校準？就像汽車行駛一段公里數(shù)要保養(yǎng)一次那樣？出廠后誰管它啊。

 

第五個小技巧：叫“低通濾波”，說白了就是讀取一百次算平均值吧，這個在當初AS5045和TLE5012的廠家都已經(jīng)主動在教我的小技巧了，它可以過濾掉各種噪音與毛刺，沒什么神秘的。這在低速的讀數(shù)眼睛能看到的很穩(wěn)定，沒有跳數(shù)的，用于低速測量。至于輸出刷新速率，還有前面的運動后磁滯損失、校準與補償時間損失，總體結(jié)果大約幾個Hz響應(yīng)吧。如果再有點技巧，在芯片里面設(shè)定一個轉(zhuǎn)速計算，當?shù)退贂r自動增加采樣數(shù)多一點讀數(shù)做平均值。

 

第六個小技巧：叫臉皮要厚！這樣只是刻舟求劍式的慢速的好看的小技巧有用嗎？很管用！因為用經(jīng)濟型17位編碼器的用戶可能還不太懂磁編，也有可能即使懂了其實也只是買個安慰劑，或者更便于伺服電機的銷售——經(jīng)濟級伺服也用上了高大上的17位絕對值編碼器了，那樣更好賣。這些經(jīng)濟的伺服他們的機械結(jié)構(gòu)精度、他們的減速機精度以及他們的控制器刷新與響應(yīng)速度都還沒有那么高，足夠可以掩蓋一個單對磁極17位磁編的毛刺與假象了。