码盘基础知识
码盘上的对心圈和标记是做什么用的

码盘上除了码道,还有一圈细细的对心圈和一些小标记。对心圈与码道同心,装配时在显微镜下转动轴、看它摆动多少,就能把偏心调到几微米以内;定位、方向、刻线面和批号标记则服务于装配与追溯。本文讲清它们的作用和对心的操作步骤。
在放大镜下看码盘,除了一圈圈码道,常能看到一个很细的圆环、一个小三角或箭头、一串小字。它们不产生信号,读数头也不看它们,却和装配质量、出了问题能不能追查直接相关。

对心圈:让偏心看得见
对心圈是一圈与码道同心的细圆环,和码道在同一次曝光中做出,所以它的圆心就是码道图形的圆心。码盘的外圆和内孔是后续切割出来的,与图形之间难免有偏差,用它们来定心不如用对心圈可靠。
为什么要这么在意同心?偏心会带来一次谐波的正弦误差,幅值 Δθ ≈ e ÷ r。读数半径 20 mm 时:
| 偏心 e | 角度误差(约) |
|---|---|
| 1 μm | 10″ |
| 5 μm | 52″ |
| 10 μm | 103″ |
几微米的偏心肉眼看不出来,但在显微镜下,对心圈的摆动一目了然。
显微镜下怎么对心
常见步骤如下,见图1:
- 把码盘放到轮毂上,胶尚未固化,码盘还能微量移动;
- 显微镜对准对心圈,调好焦,让十字线压在圆环边缘;
- 慢慢转动轴一整圈,看圆环相对十字线摆了多少。摆动量(峰峰值)约等于 2e;
- 在圆环摆到最远的位置,朝圆心方向轻推码盘,大约推掉摆动量的一半;
- 重复第 3、4 步,直到摆动量进入要求,再让胶固化,固化后复查一次。
举例:读数半径 20 mm,要求偏心误差不超过约 10″,偏心就要控制在 1 μm 左右,也就是显微镜里的摆动不超过约 2 μm。这需要放大倍率足够、刻度能分辨到微米级的显微镜或影像系统。
两个细节值得一提。第一,偏心是圆心的偏移,在哪个半径上测都一样,所以在对心圈上测出的 e,可以直接拿到读数半径上算误差。第二,这样对出来的是码盘相对实际旋转轴的偏心,正是影响读数的那个量。
其他标记
除了对心圈,码盘上常见的还有下面几类标记,见图2。

- 定位标记:标出零位或某个角度基准,装配时用来和轴、电机的基准对齐。
- 方向标记:区分旋转方向或正反面,防止装反。
- 刻线面识别:玻璃透明,从背面也能看到图形。把文字做成从刻线面看是正字,翻过来就成了反字,一眼就能分清刻线在哪一面。刻线面朝向不对,读数间隙就会变。
- 批号:对应生产记录,出现问题时可以追溯到批次、工艺和检验数据。
这些标记都要放在码道以外的区域,不能干扰读数。不同码盘有哪些标记、放在哪里,各不相同,一般在图纸上与码盘厂约定。
小结
对心圈与码道同心,是装配时找正偏心的基准:转一圈看摆动,摆动量约为 2e,在最远处轻推,反复几轮即可。定位、方向、刻线面和批号标记看起来不起眼,却能防止装错、方便追溯。拿到码盘时,先认清这些标记,装配会顺利很多。
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