温度变化会不会影响码盘精度？基材热膨胀怎么看
均匀热膨胀不改变刻线的角度位置，对测角本身影响很小；真正要关注的是码盘与轮毂的膨胀差、读数半径处栅距的变化和反射式读头间隙。本文给出常用基材的膨胀系数和算例。
2026-10-05 · 廊坊晶正光电技术有限公司
结论：码盘均匀受热时，每条刻线仍然在原来的角度上，所以温度对角度读数本身影响很小。要关注的是三件事：码盘和轮毂、轴之间的膨胀差，读数半径处栅距的变化，以及反射式读头的安装间隙。
一、常用基材的膨胀系数
| 材料 | 线膨胀系数（约，×10⁻⁶/K） |
|---|---|
| 熔融石英 | 0.5 |
| 硼硅玻璃 | 3.3 |
| 钠钙玻璃 | 9 |
| 不锈钢 | 16–17 |
| 铝合金 | 23 |
| 聚碳酸酯（PC） | 65–70 |
表中是常见资料里的典型值，具体以材料供应商的数据为准。
二、算例：温升 60 K 时码盘尺寸变多少
以读数半径 20 mm、2500 线为例，栅距约 50.27 μm。温度从 25 ℃ 升到 85 ℃（温升 60 K）：
| 基材 | 读数半径变化 | 栅距变化 |
|---|---|---|
| 硼硅玻璃 | 约 4.0 μm | 约 0.01 μm |
| 钠钙玻璃 | 约 10.8 μm | 约 0.03 μm |
| 不锈钢（16） | 约 19.2 μm | 约 0.05 μm |
| PC（70） | 约 84 μm | 约 0.21 μm |
玻璃和金属码盘的变化都很小。PC 码盘的读数半径变化接近 0.1 mm，读头的径向安装余量和栅距匹配要按工作温度核算。
三、码盘和轮毂的膨胀差
玻璃码盘粘在铝轮毂上时，两者膨胀系数相差约 14×10⁻⁶/K。内孔半径 4 mm、温升 60 K，径向尺寸差约 3.4 μm。胶层均匀时，这个差值被胶层吸收；胶层不均匀时，码盘可能在温度循环后整体偏移，变成几微米的偏心。读数半径 20 mm 时，3 μm 偏心对应约 31″ 的角度误差。偏心的算法见码盘偏心 5 微米，角度误差有多大。
四、反射式读头间隙
反射式读头对码盘的间隙比较敏感。轴、轴承座和外壳受热后的轴向伸长会改变间隙，影响信号幅值。设计时按工作温度范围核算间隙变化，留在读头允许的公差之内。
五、选型建议
- 宽温、高精度：玻璃码盘，轮毂选膨胀系数接近的材料，或用柔性均匀的胶层
- 有振动冲击、要做薄：金属反射式码盘，核算读头间隙随温度的变化
- 成本敏感、温度范围不大：PC 码盘，核算读数半径和栅距的变化
询价时请写明工作温度范围、轮毂材料和读头型号，工程师会按条件推荐基材。
本文由廊坊晶正光电技术有限公司工程部整理。晶正光电生产玻璃码盘、金属反射式码盘、PC码盘和定制码盘，官网 www.encoderdisk.cn，电话 0316-8933331。