エンコーダとレゾルバの違いを徹底解説！基本から使い分けまで中学生にもわかる解説

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エンコーダとレゾルバの基本的な違いとは

エンコーダとレゾルバは、回転運動の位置情報を電気信号に変換する代表的な機器です。エンコーダは多くの場合、回転軸の角度を離散的なパルスとして出力します。つまり分解能があり、回転角度を細かく区切るほどパルスが増え、制御側はそのパルス数から現在位置を算出します。家電やロボットの制御にはデジタル信号の出力が主流です。一方、レゾルバは磁気の変化を利用して正弦波と余弦波の同時信号を生成します。レゾルバは一般にアナログ信号として2つの位相差の波形を出力し、それを電子回路でデジタルに変換します。これらの基本は似ているようでも、出力される信号の性質が根本的に異なります。

まず、出力信号の型が最大の違いです。エンコーダは「パルス列」で直接位置を表すことが多く、高精度の分解能を実現しやすいのが特徴です。工場の機械やロボットの関節など、正確な角度を短時間で検知したい場合に有利です。一方のレゾルバは「連続的なアナログ信号」を生成するため、ノイズの影響を受けにくい環境や高温・強振動の場所で安定して動作します。難点としては、信号をデジタル化するためのデモジュレーション回路が必要で、全体のコストや設計が複雑になりがちです。

分解能という観点では、エンコーダは「何パルスで1回転か」を設定します。パルス数が多いほど高い分解能を得られますが、処理側の負荷も増え、ノイズ対策や配線の影響も大きくなります。レゾルバは、分解能というよりは波形の品質と周辺回路の性能で性能が決まります。波形の歪みや信号の遅延が少ない高品質な回路が求められ、温度変化に強い設計が必要になることもあります。
すぐに結論を言うと、エンコーダは「デジタルで高精度・操作が簡単な制御向け」、レゾルバは「堅牢性と连续的な信号処理が必要な環境向け」と覚えると良いでしょう。
どちらを選ぶかは、使う場面と求める性能に大きく左右されます。私たちが日常で目にする機械にはこの2つのどちらかが使われており、それぞれの利点を知っておくと、機械の仕組みを理解しやすくなります。

選ぶときのポイントと使い分けの実例

実際に機械を選ぶときには、以下のポイントを確認しましょう。環境耐性、信号処理の容易さ、コストと保守性、回転速度と分解能のバランスの4つが代表的な判断材料です。環境耐性では、振動や温度、湿度の影響を受けやすい現場ではレゾルバの方が安定することがあります。一方、クリーンな工場内で高速回転が要求される場合には、エンコーダの高分解能が活きる場面が多いです。信号処理の容易さでは、エンコーダはデジタル出力が直接取り扱えるため、PLCやマイクロコントローラでの実装が比較的簡単です。逆にレゾルバはアナログ信号をデジタルに変換するデモジュレーション段階が必要で、少し手間がかかる分、ノイズや温度変化に対する耐性を設計で強化します。

実務的な使い分けの実例を挙げると、ロボットの位置決めにはエンコーダがよく使われ、回転体のモータの状態を長期間安定して監視したい場合にはレゾルバが選ばれることが多いです。自動車の制御系や風力発電機など大きな設備では、外部ノイズを避けるためにレゾルバを選ぶケースがあります。
設計時のテストとしては、まず現場の条件を写し取り、次に予算と納期を考慮します。高分解能のエンコーダを選ぶと性能は上がりますが、ノイズ対策や配線の取り回し、保守の難易度も上がることを認識しておくべきです。そこでメーカーのサポート体制やデータシートの信頼性をチェックすることは非常に大切です。最後に、実際の設置後には、回転試験と温度・振動試験を行い、長期間の耐久性を確認します。
このように、環境と用途、そしてコストを総合的に判断して選択することが、失敗を避ける最善の道です。

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ピックアップ解説

友だちとカフェで分解能の話をしていたときのこと。エンコーダの分解能は“何パルスで1回転か”という数字で決まるって教えてもらった。パルス数が多いほど細かく読めるけど、同時に処理が難しくなる。対してレゾルバはアナログ信号だから、同じ回転数でもノイズや温度で波形が乱れやすい場所だとデモジュレーションが勝負になる。結局は、 environments と accuracy needs のバランスで選ぶのがコツ。

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