碼盤偏心 5 微米，角度誤差有多大？偏心的來源、測量和控制
單讀頭編碼器中，碼盤偏心 e 帶來每轉一次的正弦角度誤差，幅值約為 e 除以讀數半徑 r。本文給出計算示例，並說明偏心的來源、測量方法和製造與裝配中的控制辦法。
2026-10-02 · 廊坊晶正光電技術有限公司
單讀頭編碼器裡，碼盤偏心 e 會帶來每轉一次的正弦角度誤差，幅值約等於 e 除以讀數半徑 r（單位弧度）：
Δθ ≈ e ÷ r（rad），1 rad ≈ 206265″
讀數半徑 20 mm 時：
| 偏心 e | 角度誤差幅值 |
|---|---|
| 1 μm | 約 10″ |
| 3 μm | 約 31″ |
| 5 μm | 約 52″ |
| 10 μm | 約 103″ |
做個對比：17 位編碼器一個計數是 360° ÷ 2¹⁷ ≈ 9.9″。半徑 20 mm 的碼盤偏心 1 μm，誤差就已經是一個計數。對稱佈置兩個讀頭取平均，可以抵消這部分一次諧波誤差，但會增加成本和體積。
偏心從哪裡來
- 碼盤本身：刻線圖形的中心和內孔中心不重合
- 裝配：碼盤粘接或壓裝到輪轂時沒對正
- 軸系：軸的徑向跳動
怎麼測
- 碼盤出廠：用影像測量儀在一圈上取多個點，分別擬合刻線圓和內孔圓，兩個圓心的距離就是圖形對內孔的偏心
- 裝配後：碼盤上加一道對中參考環，用顯微鏡觀察轉一圈時參考環的徑向擺動，擺動量的一半就是偏心
- 整機：和更高精度的角度基準對比，看誤差曲線裡每轉一次的正弦分量
怎麼控
- 內孔以刻線圖形為基準加工，而不是先打孔再微影。雷射內孔加工時先視覺對準圖形中心，再切孔
- 碼盤上保留對中參考環，給裝配調中用
- 裝配用專用治具，粘接前在顯微鏡下調中，固化後複測
- 詢價時寫明圖形對內孔的同心度要求，和是否需要參考環
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