Les variations de température affectent-elles la précision d'un disque codeur ? Comprendre la dilatation thermique du substrat
Une dilatation thermique uniforme ne modifie pas la position angulaire des traits et n'a que très peu d'effet sur la mesure angulaire elle-même ; les points à surveiller sont la dilatation différentielle entre le disque et le moyeu, la variation du pas du réseau au rayon de lecture et l'entrefer des têtes de lecture réfléchissantes. Cet article donne les coefficients de dilatation des substrats courants et des exemples de calcul.
2026-10-05 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
En résumé : lorsque le disque codeur s'échauffe uniformément, chaque trait reste à sa position angulaire d'origine ; la température a donc très peu d'effet sur la lecture angulaire elle-même. Trois points méritent attention : la dilatation différentielle entre le disque, le moyeu et l'arbre, la variation du pas du réseau au rayon de lecture, et l'entrefer de montage des têtes de lecture réfléchissantes.
1. Coefficients de dilatation des substrats courants
| Matériau | Coefficient de dilatation linéaire (env., ×10⁻⁶/K) |
|---|---|
| Silice fondue | 0.5 |
| Verre borosilicaté | 3.3 |
| Verre sodocalcique | 9 |
| Acier inoxydable | 16–17 |
| Alliage d'aluminium | 23 |
| Polycarbonate (PC) | 65–70 |
Les valeurs du tableau sont des valeurs typiques tirées de la documentation courante ; seules les données du fournisseur du matériau font foi.
2. Exemple de calcul : variation des dimensions du disque pour une élévation de température de 60 K
Prenons un rayon de lecture de 20 mm et 2 500 traits : le pas du réseau est d'environ 50,27 μm. La température passe de 25 ℃ à 85 ℃ (élévation de 60 K) :
| Substrat | Variation du rayon de lecture | Variation du pas du réseau |
|---|---|---|
| Verre borosilicaté | env. 4,0 μm | env. 0,01 μm |
| Verre sodocalcique | env. 10,8 μm | env. 0,03 μm |
| Acier inoxydable (16) | env. 19,2 μm | env. 0,05 μm |
| PC (70) | env. 84 μm | env. 0,21 μm |
Les variations restent très faibles pour les disques en verre et en métal. Pour un disque codeur en PC, le rayon de lecture varie de près de 0,1 mm ; la marge de montage radiale de la tête de lecture et l'adaptation au pas du réseau doivent être vérifiées par le calcul pour la température de service.
3. Dilatation différentielle entre le disque et le moyeu
Lorsqu'un disque codeur en verre est collé sur un moyeu en aluminium, l'écart entre leurs coefficients de dilatation est d'environ 14×10⁻⁶/K. Avec un alésage de 4 mm de rayon et une élévation de température de 60 K, l'écart dimensionnel radial est d'environ 3,4 μm. Si la couche de colle est uniforme, elle absorbe cet écart ; si elle ne l'est pas, le disque peut se décaler dans son ensemble après des cycles thermiques, ce qui se traduit par une excentricité de quelques micromètres. Pour un rayon de lecture de 20 mm, une excentricité de 3 μm correspond à une erreur angulaire d'environ 31″. Pour le calcul de l'erreur d'excentricité, consultez Quelle erreur angulaire pour 5 μm d'excentricité du disque.
4. Entrefer des têtes de lecture réfléchissantes
Les têtes de lecture réfléchissantes sont relativement sensibles à l'entrefer avec le disque. L'allongement axial de l'arbre, du logement de roulement et du boîtier sous l'effet de la chaleur modifie l'entrefer et influe sur l'amplitude du signal. À la conception, calculez la variation de l'entrefer sur toute la plage de températures de service et maintenez-la dans la tolérance admise par la tête de lecture.
5. Conseils de choix
- Large plage de températures, haute précision : disque codeur en verre, avec un moyeu en matériau de coefficient de dilatation proche, ou une couche de colle souple et uniforme
- Vibrations et chocs, faible épaisseur : disque codeur métallique réfléchissant, en vérifiant la variation de l'entrefer de la tête de lecture avec la température
- Coût déterminant, plage de températures restreinte : disque codeur en PC, en vérifiant la variation du rayon de lecture et du pas du réseau
Dans votre demande de devis, indiquez la plage de températures de service, le matériau du moyeu et la référence de la tête de lecture ; nos ingénieurs vous recommanderont un substrat adapté à ces conditions.
Cet article a été rédigé par le service d'ingénierie de Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics fabrique des disques codeurs en verre, des disques codeurs métalliques réfléchissants, des disques codeurs en PC et des disques codeurs sur mesure. Site web : www.encoderdisk.cn ; téléphone : 0316-8933331.