Słaby sygnał i duży błąd interpolacji przy tarczy refleksyjnej? Najpierw kontrast między wysokim i niskim współczynnikiem odbicia
Sygnał enkodera refleksyjnego wynika z różnicy natężenia światła między obszarami tarczy o wysokim i niskim współczynniku odbicia. Artykuł podaje wzór na kontrast wraz z przykładami, wyjaśnia, dlaczego obniżenie niskiego współczynnika odbicia jest skuteczniejsze niż podwyższenie wysokiego, oraz wymienia parametry optyczne, które należy jasno określić w zapytaniu ofertowym.
2026-10-02 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Sygnał enkodera refleksyjnego wynika z różnicy natężenia światła między obszarami tarczy o wysokim i niskim współczynniku odbicia. Im większa ta różnica, tym większa amplituda sygnału, wyższy stosunek sygnału do szumu i mniejszy błąd po interpolacji. Miarą tej różnicy jest kontrast:
Kontrast C = (współczynnik odbicia obszaru o wysokim odbiciu − współczynnik odbicia obszaru o niskim odbiciu) ÷ (współczynnik odbicia obszaru o wysokim odbiciu + współczynnik odbicia obszaru o niskim odbiciu)
| Obszar o wysokim odbiciu | Obszar o niskim odbiciu | Kontrast C |
|---|---|---|
| 90% | 1% | 0.98 |
| 70% | 1% | 0.97 |
| 65% | 10% | 0.73 |
| 50% | 20% | 0.43 |
Obniżenie niskiego współczynnika odbicia jest skuteczniejsze niż podwyższenie wysokiego. Przy stałym współczynniku odbicia obszaru o wysokim odbiciu równym 65% zmniejszenie współczynnika obszaru o niskim odbiciu z 10% do 1% zwiększa kontrast z 0,73 do 0,97; przy stałym współczynniku obszaru o niskim odbiciu równym 10% zwiększenie współczynnika obszaru o wysokim odbiciu z 65% do 90% podnosi kontrast tylko do 0,80.
Trzy często pomijane kwestie
- Współczynnik odbicia zależy od długości fali. Ta sama tarcza daje różne wartości w zależności od tego, czy głowica odczytowa pracuje w podczerwieni 850 nm, czy w świetle niebieskim 460 nm. W zapytaniu ofertowym należy podać długość fali głowicy odczytowej.
- Równomierność jest równie ważna jak wartość średnia. Jeśli współczynnik odbicia zmienia się na obwodzie, amplituda sygnału zmienia się wraz z nim, a błąd interpolacji rośnie.
- Światło rozproszone podwyższa odczyt w obszarach o niskim odbiciu. Zastosowanie w tych obszarach warstwy pochłaniającej zamiast rozpraszania na chropowatej powierzchni pozwala pochłonąć nadmiar światła.
Typowe rozwiązania
- Metalowe podłoże o wykończeniu lustrzanym + warstwa pochłaniająca, usuwana z obszarów o wysokim odbiciu metodą fotolitografii i trawienia
- Podłoże pochłaniające + warstwa odbijająca, usuwana z obszarów o niskim odbiciu metodą fotolitografii i trawienia
- Warstwa odbijająca i warstwa pochłaniająca nałożone na dowolne podłoże, a następnie fotolitografia
Wzór użytkowy Jingzheng Optoelectronics CN217210914U „Optyczna refleksyjna tarcza enkodera, enkoder i liniał optyczny” (udzielony w 2022 r.) wykorzystuje właśnie taką warstwową strukturę materiałów odbijających i pochłaniających. Według opisu ochronnego współczynnik odbicia warstwy odbijającej w pasmach 460 nm i 850 nm wynosi >90%, a warstwy pochłaniającej <1%. W przypadku produktów seryjnych obowiązują wartości podane w specyfikacji.
Co określić w zapytaniu ofertowym
Długość fali głowicy odczytowej, oddzielne wymagania dla obszarów o wysokim i niskim odbiciu, równomierność współczynnika odbicia oraz wymagania dotyczące przyczepności warstw i odporności na ścieranie.
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.