应用于自动化和运动控制

精确度、重复性和分辨率这些术语可以在许多工程产品的规格表上找到。它们经常被误解，互换使用，或者仅仅是混淆。这可能导致不正确地指定产品，并且在许多情况下，会对应用程序进行过度设计。当涉及到自动化和运动控制领域时，这可能尤其成问题。

测量可以做任何事情，如质量，距离，甚至更复杂的概念，如流量或湿度。关键是一切都是可以衡量的。接下来要记住的是，没有什么是完美的。因此，在指定产品或解决方案时，会出现一个问题:“我的结果会有多不完美?”不用担心。有一个测量方法。准确性、重复性和分辨率都被用来描述结果的“正确性”。

下面是每个术语的一些简单定义:

• 准确性:测量值与实际值的接近程度。
• 可重复性:一组测量值之间的距离。
• 解决方法:可测量的最小差异。

例如，测量钻石的重量是一件很重要的事情。这颗钻石的实际重量是1.50克拉。钻石的重量为3倍，读数分别为1.46、1.45和1.47克拉。读数与实际重量相差了0.05克拉。这实际上是最坏情况的准确度。但这些读数之间的误差都在0.02克拉以内，这就是重复性。刻度所能测量的最小差异是0.01克拉，这就是分辨率。

准确性，可重复性和分辨率的行动

在现实世界的自动化示例中，一家供应公司有一个应用程序，需要将电线切割到一定长度;确切地说是900mm。电线必须在900毫米的0.1毫米范围内切割。采用伺服电机驱动的滚珠丝杠作动器将导线拉到一定长度。滚珠丝杠有一个10mm/rev引线和伺服电机有一个2000计数/rev编码器。该系统的分辨率为0.005毫米(10毫米/2000)。滚珠丝杠的目录规定可重复性为+/- 0.02毫米。伺服电机被编程为旋转90次，这应该等于900毫米的距离。

机器运转一段时间后，发现零件太长。测量三个部位，分别为900.305、900.295、900.300 mm。测量结果都非常接近，彼此之间相差0.01mm，因此重复性非常好，符合目录规范。然而，似乎所有的测量都差了0.3毫米。

这是怎么发生的?重复性被误认为准确性。这是一个很常见的问题。尽管该系统的分辨率为0.005 mm，可重复性为0.02 mm，但执行器在移动900 mm后仍然偏离了0.3 mm。的原因吗?没有什么是完美的，即使是精密的滚珠丝杠。位置精度取决于行程长度，当执行器运行900mm时，它偏离零点几毫米是很常见的。

与其丢弃系统并重新开始，更简单的解决方案是校准系统。+0.3 mm的误差可以通过重新编程来解决。也许如果我们射击899.7毫米，我们实际上会达到900毫米。因此，电机的旋转次数不是90次，而是89.97次。

这个解决方案奏效了。事实证明，即使应用程序要求位置精度，它也可以通过重复性和一点校准来完成。这为该公司节省了大量资金，因为在900毫米处精度为0.1毫米的系统要昂贵得多。

我们可以在整个行程范围内绘制位置误差，并制作校准表，但这将非常耗时，而且有很多出错的机会。在这一点上，添加另一个测量设备，如线性编码器，可能会更好，它有一个保证的精度。

关键是在运动控制应用中，准确性和可重复性经常被混淆，没有什么是完美的。最后，工程师们必须确定不完美的程度是否能被应用程序所接受。

RJ Ruberti应用程序专家是跨公司．他拥有机械工程学位，专注于机器人手臂末端工具(EOAT)的运动控制。本文最初发表于Cross Company的运动控制解决方案博客。由制作编辑克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE传媒，cvavra@cfemedia.com．

在线额外

请看下面来自Cross Company的其他故事。

原始内容可以在cross-automation.com．

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?你应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得你和你的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。