Apakah perubahan suhu memengaruhi akurasi disk encoder? Memahami ekspansi termal substrat
Ekspansi termal yang merata tidak mengubah posisi sudut garis skala, sehingga pengaruhnya terhadap pengukuran sudut itu sendiri sangat kecil; yang benar-benar perlu diperhatikan adalah perbedaan ekspansi antara disk dan hub, perubahan pitch kisi pada radius pembacaan, dan celah kepala baca reflektif. Artikel ini menyajikan koefisien ekspansi substrat yang umum beserta contoh perhitungannya.
2026-10-05 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Kesimpulan: saat disk encoder dipanaskan secara merata, setiap garis skala tetap berada pada sudut semula, sehingga suhu hanya berpengaruh sangat kecil terhadap pembacaan sudut itu sendiri. Ada tiga hal yang perlu diperhatikan: perbedaan ekspansi antara disk dengan hub dan poros, perubahan pitch kisi pada radius pembacaan, serta celah pemasangan kepala baca reflektif.
1. Koefisien ekspansi substrat yang umum
| Material | Koefisien ekspansi linear (perkiraan, ×10⁻⁶/K) |
|---|---|
| Kuarsa lebur (fused silica) | 0.5 |
| Kaca borosilikat | 3.3 |
| Kaca soda-kapur | 9 |
| Baja tahan karat | 16–17 |
| Paduan aluminium | 23 |
| Polikarbonat (PC) | 65–70 |
Nilai dalam tabel adalah nilai tipikal dari literatur umum; gunakan data dari pemasok material sebagai acuan.
2. Contoh perhitungan: seberapa besar perubahan dimensi disk pada kenaikan suhu 60 K
Sebagai contoh, dengan radius pembacaan 20 mm dan 2500 garis, pitch kisi sekitar 50,27 μm. Suhu naik dari 25 ℃ ke 85 ℃ (kenaikan suhu 60 K):
| Substrat | Perubahan radius pembacaan | Perubahan pitch kisi |
|---|---|---|
| Kaca borosilikat | sekitar 4,0 μm | sekitar 0,01 μm |
| Kaca soda-kapur | sekitar 10,8 μm | sekitar 0,03 μm |
| Baja tahan karat (16) | sekitar 19,2 μm | sekitar 0,05 μm |
| PC (70) | sekitar 84 μm | sekitar 0,21 μm |
Perubahan pada disk kaca maupun logam sangat kecil. Pada disk encoder PC, perubahan radius pembacaan mendekati 0,1 mm, sehingga kelonggaran pemasangan radial kepala baca dan kecocokan pitch kisi harus dihitung berdasarkan suhu kerja.
3. Perbedaan ekspansi antara disk dan hub
Jika disk encoder kaca direkatkan pada hub aluminium, selisih koefisien ekspansi keduanya sekitar 14×10⁻⁶/K. Dengan radius lubang dalam 4 mm dan kenaikan suhu 60 K, selisih dimensi radialnya sekitar 3,4 μm. Jika lapisan perekat merata, selisih ini diserap oleh lapisan perekat; jika tidak merata, disk dapat bergeser secara keseluruhan setelah siklus suhu sehingga timbul eksentrisitas beberapa mikrometer. Pada radius pembacaan 20 mm, eksentrisitas 3 μm setara dengan galat sudut sekitar 31″. Untuk cara menghitung galat eksentrisitas, lihat Seberapa besar galat sudut akibat eksentrisitas disk 5 mikrometer.
4. Celah kepala baca reflektif
Kepala baca reflektif cukup sensitif terhadap celahnya dengan disk. Pemuaian aksial pada poros, dudukan bantalan, dan rumah encoder akibat panas akan mengubah celah tersebut dan memengaruhi amplitudo sinyal. Saat merancang, hitung perubahan celah pada seluruh rentang suhu kerja dan pastikan tetap berada dalam toleransi yang diizinkan oleh kepala baca.
5. Rekomendasi pemilihan
- Rentang suhu lebar dan akurasi tinggi: disk encoder kaca, dengan hub dari material yang koefisien ekspansinya mendekati kaca, atau dengan lapisan perekat yang fleksibel dan merata
- Ada getaran dan benturan, perlu desain tipis: disk encoder logam reflektif; hitung perubahan celah kepala baca terhadap suhu
- Sensitif terhadap biaya dan rentang suhu tidak lebar: disk encoder PC; hitung perubahan radius pembacaan dan pitch kisi
Saat meminta penawaran, mohon cantumkan rentang suhu kerja, material hub, dan model kepala baca; insinyur kami akan merekomendasikan substrat sesuai kondisi tersebut.
Artikel ini disusun oleh departemen teknik Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics memproduksi disk encoder kaca, disk encoder logam reflektif, disk encoder PC, dan disk encoder kustom. Situs web: www.encoderdisk.cn; telepon: 0316-8933331.