透射式和反射式码盘：光从哪里走

透射式码盘让光穿过去，光源和接收器分在码盘两侧；反射式码盘把光反射回来，光源和接收器在同一侧。光路不同，对基材、读数头、装配空间和表面质量的要求也不同。本文用一张对比表把两者讲清楚。

同样是光电编码器，有的读数头像一把叉子，把码盘夹在中间；有的读数头只是一块小板，贴在码盘一侧。区别在于光走的路线：一种让光穿过码盘，一种让码盘把光反射回来。

透射式：光穿过码盘

透射式的光源和接收器分在码盘两侧。LED 发出的光经准直透镜变成近似平行光，照到码盘上：刻线不透光，缝隙透光。穿过码盘的光再经过指示光栅，落到光电接收器上，见图1左。

这种结构对基材的第一个要求是透光。玻璃码盘最常见，刻线是镀在玻璃上的铬；PC 码盘也属于这一类。刻线“够不够黑”用光学密度衡量，例如 OD 3 表示只透过 0.1% 的光。

因为光要穿过整片码盘，基材两个表面的划伤、污渍、气泡都可能影响信号，所以两面都要干净。读数头要在码盘两侧都占空间，通常做成叉形，或者光源和接收器分别装在码盘上下。

反射式的光源和接收器在码盘同一侧，常常装在同一块电路板上。光斜着照到码盘，打在反射区就镜面反射回接收器，打在非反射区就被吸收或散射掉，见图1右。

码盘基材不需要透光，不锈钢等金属很常见，也有在玻璃上做反射图形的。决定信号好坏的，是反射区和非反射区的反射率之差。

有一个有意思的几何关系：按几何光学近似，点光源和接收器在同一平面时，码盘图形反射到接收面上会放大约 2 倍。所以反射式读数头里，接收面上的指示光栅节距约是码盘节距的 2 倍，图1右也是按这个关系画的。

反射式对码盘表面更挑剔。反射面倾斜一个角度，反射光就偏转两倍的角度，比如倾斜 0.1°，反射光偏 0.2°；表面的指纹、油膜会直接改变反射率。因此平面度、清洁度和读数间隙都要控制好。

透射式玻璃码盘精度高、线数可以做得多，常见于高分辨率的伺服电机编码器和测角场合。

反射式金属码盘抗冲击和振动，又能做得薄，适合轴向空间紧张、振动较大的设备，以及码盘和读数头分开供货、由用户自己装配的模块式编码器。

这只是常见搭配，不是绝对的分界。选哪种，还要看分辨率、安装空间、环境和成本，建议在设计初期就和码盘厂、读数头方案一起确定。

透射式让光穿过码盘，光源和接收器分在两侧，基材必须透光；反射式让光反射回来，光源和接收器在同一侧，结构更薄，但对码盘表面状态更敏感。弄清光从哪里走，就知道码盘的哪些参数需要重点控制。

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