Encoderkalibrierung

Encoderkalibrierung bezeichnet den Prozess, bei dem die Ablesewerte eines Encoders so eingestellt werden, dass sie mit der tatsächlichen Position des Messobjekts übereinstimmen. Ziel ist es, durch Bestimmung von Skalierungsfaktor, Nullpunkt und gegebenenfalls Korrekturen für Nichtlinearität eine akkurate Positions- oder Wegmessung zu ermöglichen. Encoder kommen in Motoren, Achsen und Linearführungen zum Einsatz, sowohl als inkrementale als auch als absolute Encoder.

Encodertypen und Kalibrierziele: Inkrementale Encoder liefern Zählwerte relativ zum Startpunkt, absolute Encoder liefern zu jedem Abtastpunkt eine eindeutige Position. Rotary- und lineare Encoder unterscheiden sich in der Bewegungsrichtung. Kalibrierung umfasst die Festlegung des Impulswerts pro Maßeinheit (z. B. Impulse pro Umdrehung oder pro Millimeter), die Nullposition und ggf. Korrekturen für Nichtlinearitäten, Phasenlagen und Rampen. Abhängig von der Anwendung kann eine Online- oder Offline-Kalibrierung erfolgen, wobei Online-Kalibrierung oft durch Referenzsignale oder geschlossene Regelkreise unterstützt wird.

Typische Fehlerquellen: Mechanische Ausrichtung, Achsenversatz, Spiel, Temperaturdrift, Hysterese, Nichtlinearitäten, Rauschen, Totzonen sowie elektrische Kabel- und Signalverluste.

Vorgehen: Vorbereitung und Festlegung der Referenzposition; Auswahl von Messpunkten über den Messbereich; Erfassung der Rohsignale; Berechnung von Skalierungsfaktor und Nullpunkt sowie ggf. einer Verzerrungs- oder Nichtlinearitätskorrektur; Übertragung der Kalibrierparameter in die Auswerte- oder Regler-Software; anschließende Validierung mit zusätzlichen Positionen.

Anwendung und Wartung: Die Kalibrierung erfolgt typischerweise bei der Inbetriebnahme, nach mechanischen Eingriffen, nach größeren Temperaturänderungen oder gemäß Wartungsplänen. Eine gute Kalibrierung erhöht Positioniergenauigkeit, Wiederholbarkeit und Zuverlässigkeit des Regelkreises.