Metalowa tarcza enkodera refleksyjna czy szklana? Wybór według toru optycznego, dokładności i środowiska pracy
Przy wymaganiach dotyczących wysokiej rozdzielczości i długotrwałej dokładności należy wybrać szklaną tarczę enkodera; gdy enkoder ma być cienki, odporny na drgania i wstrząsy, a koszt kontrolowany – metalową tarczę enkodera refleksyjną. Artykuł porównuje oba rodzaje tarcz pod względem toru optycznego, dokładności i stabilności termicznej oraz warunków mechanicznych.
2026-10-02 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Wniosek: przy wymaganiach dotyczących wysokiej rozdzielczości i stabilnej długotrwałej dokładności należy wybrać szklaną tarczę enkodera; gdy enkoder ma być cienki, odporny na drgania i wstrząsy, a koszt kontrolowany – metalową tarczę enkodera refleksyjną. Poniżej trzy powody.
1. Różne tory optyczne
W tarczy transmisyjnej źródło światła i odbiornik znajdują się po przeciwnych stronach tarczy; światło przechodzi przez obszary przezroczyste i jest blokowane przez obszary nieprzezroczyste. Szklane tarcze enkodera są najczęściej stosowanymi tarczami transmisyjnymi: szkło jest pokrywane chromem, a następnie poddawane fotolitografii – warstwa chromu tworzy obszary nieprzezroczyste.
W tarczy refleksyjnej źródło światła i odbiornik znajdują się po tej samej stronie, a położenie odczytywane jest z różnicy jasności między obszarami o wysokim i niskim współczynniku odbicia na powierzchni tarczy. Ponieważ potrzebna jest przestrzeń tylko po jednej stronie, enkoder może być cieńszy – dlatego w przegubach robotów współpracujących i płaskich serwosilnikach częściej stosuje się tarcze refleksyjne. Tarczę refleksyjną można wykonać także ze szkła, jednak częściej stosuje się podłoże metalowe.
2. Dokładność i stabilność termiczna
Podłoże szklane jest płaskie, a warstwa chromu cienka, dlatego krawędzie kresek wykonanych fotolitograficznie są równe, a duże liczby kresek i wielościeżkowe wzory absolutne łatwiej uzyskać.
Różna jest także rozszerzalność cieplna. Współczynniki rozszerzalności liniowej typowych materiałów wynoszą w przybliżeniu: kwarc ok. 0,5×10⁻⁶/K, szkło borokrzemowe ok. 3,3×10⁻⁶/K, szkło sodowo-wapniowe ok. 9×10⁻⁶/K, stal nierdzewna 304 ok. 17×10⁻⁶/K. Przy zmianie temperatury o 40 K podziałka tarczy ze stali nierdzewnej 304 zmienia się o ok. 0,07%, a tarczy ze szkła sodowo-wapniowego – o ok. 0,04%. W typowych zastosowaniach serwo ma to niewielkie znaczenie; w zastosowaniach o wysokiej rozdzielczości z małą szczeliną głowicy odczytowej należy uwzględnić również naprężenia i mimośrodowość wynikające z różnej rozszerzalności tarczy i piasty.
3. Czynniki mechaniczne i środowiskowe
Szkło jest wrażliwe na upadki i uderzenia, a podczas montażu trzeba też kontrolować naprężenia zacisku. Metal nie pęka, dlatego jest bezpieczniejszym wyborem przy silnych drganiach lub ryzyku kolizji. Oba rodzaje tarcz są wrażliwe na olej i pył pokrywające kreski, więc wymagania dotyczące uszczelnienia są takie same.
| Kryterium | Szklana tarcza enkodera | Metalowa tarcza enkodera refleksyjna |
|---|---|---|
| Typowy tor optyczny | Transmisyjny | Refleksyjny |
| Duża liczba kresek, wielościeżkowe wzory absolutne | Łatwiej | Możliwe, ograniczone procesami trawienia i nanoszenia warstw |
| Rozszerzalność cieplna | Mała | Większa |
| Odporność na wstrząsy | Wrażliwe na upadki | Dobra |
| Grubość enkodera | Wymaga miejsca po obu stronach | Możliwa cienka konstrukcja |
| Koszt | Wyższy | Niższy |
Jak wybrać
- Obrabiarki CNC, stoły obrotowe, przyrządy metrologiczne i geodezyjne: szklana tarcza enkodera
- Przeguby robotów współpracujących, płaskie serwosilniki, enkodery z wałem drążonym: metalowa tarcza enkodera refleksyjna
- Duże serie, umiarkowana rozdzielczość, istotna masa: tarcza enkodera z PC
- W razie wątpliwości warto zamówić partię próbek każdego rodzaju i zmierzyć sygnały własną głowicą odczytową
Artykuł opracował dział inżynieryjny Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics produkuje szklane tarcze enkodera, metalowe tarcze enkodera refleksyjne, tarcze enkodera z PC oraz tarcze enkodera na zamówienie. Strona internetowa: www.encoderdisk.cn; telefon: 0316-8933331.