Металлический отражательный или стеклянный кодовый диск? Выбор по оптической схеме, точности и условиям эксплуатации
Для высокого разрешения и долговременной точности выбирайте стеклянный кодовый диск; если энкодер должен быть тонким, стойким к вибрации и ударам и недорогим — металлический отражательный. В статье два типа дисков сравниваются по оптической схеме, точности и термостабильности, а также по механическим условиям эксплуатации.
2026-10-02 · Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd.
Вывод: для высокого разрешения и стабильной долговременной точности выбирайте стеклянный кодовый диск; если энкодер должен быть тонким, стойким к вибрации и ударам и недорогим — металлический отражательный. Ниже причины разобраны по трем пунктам.
1. Разные оптические схемы
В кодовом диске, работающем на просвет, источник света и приемник расположены по разные стороны диска; свет проходит через прозрачные участки и задерживается непрозрачными. Стеклянный кодовый диск — наиболее распространенный диск на просвет: на стекло наносится хромовое покрытие, затем выполняется фотолитография, и слой хрома образует непрозрачные участки.
В отражательном кодовом диске источник света и приемник находятся с одной стороны, а положение считывается по разнице яркости между участками поверхности диска с высоким и низким коэффициентом отражения. Поскольку пространство требуется только с одной стороны, энкодер можно сделать тоньше — именно поэтому в сочленениях коллаборативных роботов и тонких серводвигателях чаще применяются отражательные диски. Стекло тоже можно использовать в отражательной схеме, но металлические подложки встречаются чаще.
2. Точность и термостабильность
Стеклянная подложка плоская, а хромовая пленка тонкая, поэтому края линий после фотолитографии получаются ровными, а большое число штрихов и абсолютные многодорожечные рисунки выполнить проще.
Различается и тепловое расширение. Типичные коэффициенты линейного расширения распространенных материалов: кварц — около 0,5×10⁻⁶/K, боросиликатное стекло — около 3,3×10⁻⁶/K, натриево-кальциевое стекло — около 9×10⁻⁶/K, нержавеющая сталь 304 — около 17×10⁻⁶/K. При изменении температуры на 40 K шаг растра диска из нержавеющей стали 304 изменяется примерно на 0,07%, диска из натриево-кальциевого стекла — примерно на 0,04%. Для обычных сервоприводов это несущественно; в задачах с высоким разрешением и малым зазором считывающей головки необходимо также учитывать напряжения и эксцентриситет, возникающие из-за различного расширения диска и ступицы.
3. Механические факторы и условия эксплуатации
Стекло боится падений и ударов, а при сборке необходимо также контролировать усилие зажима. Металл не бьется, поэтому надежнее при сильной вибрации или возможных соударениях. Оба типа дисков чувствительны к загрязнению штрихов маслом и пылью, поэтому требования к герметизации одинаковы.
| Критерий | Стеклянный кодовый диск | Металлический отражательный кодовый диск |
|---|---|---|
| Типичная оптическая схема | На просвет | На отражение |
| Большое число штрихов, абсолютные многодорожечные рисунки | Проще | Возможно, ограничено технологией травления и нанесения покрытий |
| Тепловое расширение | Малое | Большее |
| Ударостойкость | Боится падений | Хорошая |
| Толщина энкодера | Требуется место с обеих сторон | Можно сделать тонким |
| Стоимость | Выше | Ниже |
Как выбрать
- Станки с ЧПУ, поворотные столы, метрологические и геодезические приборы: стеклянный кодовый диск
- Сочленения коллаборативных роботов, тонкие серводвигатели, энкодеры с полым валом: металлический отражательный кодовый диск
- Большие объемы, невысокое разрешение, критичный вес: кодовый диск из PC
- Если есть сомнения, закажите партию образцов каждого типа и измерьте сигналы со своей считывающей головкой
Статья подготовлена инженерным отделом Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Jingzheng Optoelectronics производит стеклянные кодовые диски, металлические отражательные кодовые диски, кодовые диски из PC и кодовые диски по чертежу заказчика. Сайт: www.encoderdisk.cn; телефон: 0316-8933331.