Reflektierende Metall- oder Glas-Codescheibe? Auswahl nach Strahlengang, Genauigkeit und Umgebung
Für hohe Auflösung und langfristige Genauigkeit wählen Sie Glas-Codescheiben; für flache Drehgeber, Vibrations- und Stoßfestigkeit sowie Kostenkontrolle reflektierende Metall-Codescheiben. Der Artikel vergleicht beide Varianten hinsichtlich Strahlengang, Genauigkeit und thermischer Stabilität sowie mechanischer Umgebung.
2026-10-02 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Fazit: Für hohe Auflösung und langfristig stabile Genauigkeit wählen Sie Glas-Codescheiben; für flache Drehgeber, Vibrations- und Stoßfestigkeit sowie Kostenkontrolle reflektierende Metall-Codescheiben. Die Gründe im Einzelnen in drei Punkten:
1. Unterschiedlicher Strahlengang
Bei Durchlicht-Codescheiben liegen Lichtquelle und Empfänger auf gegenüberliegenden Seiten der Scheibe; das Licht passiert die lichtdurchlässigen Bereiche und wird von den lichtundurchlässigen Bereichen blockiert. Die Glas-Codescheibe ist die häufigste Durchlicht-Codescheibe: Das Glas wird verchromt und anschließend fotolithografisch strukturiert, die Chromschicht bildet die lichtundurchlässigen Bereiche.
Bei Auflicht-Codescheiben liegen Lichtquelle und Empfänger auf derselben Seite; die Position wird aus dem Hell-Dunkel-Unterschied zwischen hoch- und niedrigreflektierenden Bereichen der Scheibenoberfläche gelesen. Da nur Bauraum auf einer Seite benötigt wird, kann der Drehgeber flacher gebaut werden – deshalb wird in Gelenken kollaborativer Roboter und in flachen Servomotoren häufiger das Auflichtprinzip eingesetzt. Auch Glas lässt sich als Auflicht-Codescheibe ausführen, Metallsubstrate sind jedoch üblicher.
2. Genauigkeit und thermische Stabilität
Glassubstrate sind eben, die Chromschicht ist dünn und die fotolithografisch erzeugten Strichkanten sind sauber – hohe Strichzahlen und absolute Mehrspurmuster lassen sich leichter realisieren.
Auch die Wärmeausdehnung unterscheidet sich. Die linearen Wärmeausdehnungskoeffizienten gängiger Werkstoffe liegen näherungsweise bei: Quarz ca. 0,5×10⁻⁶/K, Borosilikatglas ca. 3,3×10⁻⁶/K, Kalk-Natron-Glas ca. 9×10⁻⁶/K, Edelstahl 304 ca. 17×10⁻⁶/K. Bei einer Temperaturänderung von 40 K ändert sich die Teilungsperiode einer Codescheibe aus Edelstahl 304 um ca. 0,07%, bei Kalk-Natron-Glas um ca. 0,04%. Für gewöhnliche Servoanwendungen ist das von geringer Bedeutung; bei hoher Auflösung und kleinem Abtastspalt müssen zusätzlich die Spannungen und die Exzentrizität berücksichtigt werden, die durch unterschiedliche Ausdehnung von Codescheibe und Nabe entstehen.
3. Mechanik und Umgebung
Glas ist empfindlich gegen Herunterfallen und Stöße; bei der Montage müssen zudem die Klemmspannungen begrenzt werden. Metall ist bruchfest und bietet bei starken Vibrationen oder möglichen Stößen mehr Sicherheit. Beide Codescheiben sind empfindlich gegenüber Öl und Staub auf der Teilung; die Anforderungen an die Abdichtung sind dieselben.
| Vergleichskriterium | Glas-Codescheibe | reflektierende Metall-Codescheibe |
|---|---|---|
| Üblicher Strahlengang | Durchlicht | Auflicht |
| Hohe Strichzahl, absolute Mehrspurmuster | Einfacher | Möglich, begrenzt durch Ätz- und Schichtprozess |
| Wärmeausdehnung | Gering | Größer |
| Stoßfestigkeit | Sturzempfindlich | Gut |
| Bauhöhe des Drehgebers | Bauraum auf beiden Seiten nötig | Flache Bauweise möglich |
| Kosten | Höher | Niedriger |
Auswahlempfehlung
- CNC-Werkzeugmaschinen, Rundtische, Mess- und Vermessungsinstrumente: Glas-Codescheibe
- Gelenke kollaborativer Roboter, flache Servomotoren, Hohlwellen-Drehgeber: reflektierende Metall-Codescheibe
- Große Stückzahlen, moderate Auflösung, gewichtssensibel: PC-Codescheibe
- Im Zweifelsfall von beiden Varianten je eine Musterserie fertigen lassen und das Signal mit dem eigenen Abtastkopf messen
Dieser Artikel wurde von der Technikabteilung der Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. erstellt. Jingzheng Optoelectronics fertigt Glas-Codescheiben, reflektierende Metall-Codescheiben, PC-Codescheiben und kundenspezifische Codescheiben. Website www.encoderdisk.cn, Telefon 0316-8933331.