온도 변화는 엔코더 디스크 정밀도에 영향을 미치는가? 기판 열팽창 검토 방법
균일한 열팽창은 눈금선의 각도 위치를 바꾸지 않으므로 각도 측정 자체에 미치는 영향은 매우 작습니다. 실제로 주의해야 할 것은 엔코더 디스크와 허브의 팽창 차이, 판독 반경에서의 격자 피치 변화, 반사형 판독 헤드의 간극입니다. 본 글에서는 주요 기판 재료의 팽창 계수와 계산 예시를 제시합니다.
2026-10-05 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
결론: 엔코더 디스크가 균일하게 가열되면 각 눈금선은 원래의 각도 위치에 그대로 있으므로, 온도가 각도 판독값 자체에 미치는 영향은 매우 작습니다. 주의해야 할 사항은 세 가지입니다. 엔코더 디스크와 허브·축 사이의 팽창 차이, 판독 반경에서의 격자 피치 변화, 그리고 반사형 판독 헤드의 장착 간극입니다.
1. 주요 기판 재료의 팽창 계수
| 재료 | 선팽창 계수(근삿값, ×10⁻⁶/K) |
|---|---|
| 용융 석영 | 0.5 |
| 붕규산 유리 | 3.3 |
| 소다석회 유리 | 9 |
| 스테인리스강 | 16–17 |
| 알루미늄 합금 | 23 |
| 폴리카보네이트(PC) | 65–70 |
표의 값은 일반 자료에 나오는 대표값이며, 구체적인 수치는 재료 공급업체의 데이터를 기준으로 합니다.
2. 계산 예시: 60 K 온도 상승 시 엔코더 디스크 치수 변화
판독 반경 20 mm, 2500라인을 예로 들면 격자 피치는 약 50.27 μm입니다. 온도가 25 ℃에서 85 ℃로 상승하는 경우(온도 상승 60 K)는 다음과 같습니다.
| 기판 재질 | 판독 반경 변화 | 격자 피치 변화 |
|---|---|---|
| 붕규산 유리 | 약 4.0 μm | 약 0.01 μm |
| 소다석회 유리 | 약 10.8 μm | 약 0.03 μm |
| 스테인리스강(16) | 약 19.2 μm | 약 0.05 μm |
| PC(70) | 약 84 μm | 약 0.21 μm |
유리 및 금속 엔코더 디스크는 변화가 매우 작습니다. PC 엔코더 디스크는 판독 반경 변화가 0.1 mm에 가까우므로, 판독 헤드의 반경 방향 장착 여유와 격자 피치 정합을 사용 온도 기준으로 계산하여 확인해야 합니다.
3. 엔코더 디스크와 허브의 팽창 차이
유리 엔코더 디스크를 알루미늄 허브에 접착하는 경우, 두 재료의 팽창 계수 차이는 약 14×10⁻⁶/K입니다. 내경부 반경 4 mm, 온도 상승 60 K일 때 반경 방향 치수 차이는 약 3.4 μm입니다. 접착층이 균일하면 이 차이는 접착층에 흡수되지만, 접착층이 불균일하면 온도 사이클 후 엔코더 디스크 전체가 한쪽으로 이동하여 수 μm의 편심이 생길 수 있습니다. 판독 반경 20 mm에서 3 μm의 편심은 약 31″의 각도 오차에 해당합니다. 편심 오차의 계산 방법은 엔코더 디스크 편심 5 μm, 각도 오차는 얼마인가를 참조하십시오.
4. 반사형 판독 헤드 간극
반사형 판독 헤드는 엔코더 디스크와의 간극에 비교적 민감합니다. 축, 베어링 시트 및 하우징이 가열되어 축 방향으로 늘어나면 간극이 변하여 신호 진폭에 영향을 줍니다. 설계 시 사용 온도 범위에서의 간극 변화를 계산하여 판독 헤드의 허용 공차 이내로 유지해야 합니다.
5. 선정 권장 사항
- 넓은 온도 범위와 고정밀이 필요한 경우: 유리 엔코더 디스크. 허브에는 팽창 계수가 비슷한 재료를 선택하거나 유연하고 균일한 접착층 적용
- 진동·충격이 있고 박형화가 필요한 경우: 반사형 금속 엔코더 디스크. 온도에 따른 판독 헤드 간극 변화 검토
- 비용에 민감하고 온도 범위가 넓지 않은 경우: PC 엔코더 디스크. 판독 반경과 격자 피치의 변화 검토
견적 요청 시 사용 온도 범위, 허브 재질 및 판독 헤드 모델명을 명시해 주시면 엔지니어가 조건에 맞는 기판 재료를 추천해 드립니다.
본 글은 Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. 엔지니어링 부서에서 정리하였습니다. Jingzheng Optoelectronics는 유리 엔코더 디스크, 반사형 금속 엔코더 디스크, PC 엔코더 디스크 및 맞춤형 엔코더 디스크를 생산합니다. 웹사이트: www.encoderdisk.cn, 전화: 0316-8933331.