一片碼盤上都有什麼：增量道、零位道和絕對碼道

碼盤上一圈一圈的圖形叫碼道，各管一件事：增量道數格子，零位道給基準，換向道服務伺服馬達，絕對碼道直接讀出位置，對心圈幫助裝配找正。本文逐一認識這些碼道，並對比增量式和絕對式碼盤的圖樣。

拿起一片碼盤對著光看，會看到一圈圈粗細不同的圖形：外圈密密麻麻，裡面有幾段長弧，有一圈只開了一個小缺口。每一圈叫一個“碼道”，各管一件事。認識碼道，是看懂碼盤圖紙的第一步。

增量道：數“走了幾格”

增量道是一圈等間距的刻線，碼盤的“線數”說的就是它。2500 線的碼盤，轉一圈產生 2500 個訊號週期。

A、B 兩路訊號來自同一圈增量道：讀數頭裡有兩組視窗，彼此錯開 1/4 節距，於是得到相差 90° 的兩路訊號，用來判斷方向和做四倍頻。

增量道一般放在外圈，原因是節距 p = 2πr ÷ N。線數相同，半徑越大，節距越寬。2500 線放在半徑 20 mm 處，節距約 50 μm，線寬約 25 μm；挪到半徑 10 mm 處，節距只剩約 25 μm，加工和讀數都更難。

增量式編碼器上電時並不知道自己在哪，只能從當前位置開始數。零位道一圈只開一個視窗，每轉給出一個零位脈衝（Z 相），控制器以它為基準回零。

零位視窗的位置要和增量刻線嚴格對準，這樣 Z 脈衝才能和 A、B 訊號保持固定的相位關係。

無刷伺服馬達上電後，驅動器需要知道轉子磁極大致在哪，才能正確通電。換向道就是為此準備的，常見為 U、V、W 三圈。

每圈按馬達的極對數分段，三路相差 120° 電角度。以 4 對極馬達為例，每路每轉變化 4 個週期，三路依次錯開 120° ÷ 4 = 30° 機械角，見圖1。三路訊號組合起來有 6 種狀態，每種對應 60° 電角度，足夠讓馬達先轉起來，之後再由增量道接管精確換向。

對心圈是一圈與碼道同心的細圓環，不產生訊號，專門給裝配用：在顯微鏡下轉動軸，調整碼盤，直到對心圈不再晃動。半徑 20 mm 處偏心 5 μm，單讀數頭就會帶來約 52″ 的誤差，所以這一步很關鍵。

此外，碼盤上常有批號、方向、刻線面識別等標記，方便追溯和裝配。

絕對式碼盤把位置直接“寫”在碼盤上。圖1 右邊是 6 圈格雷碼，每圈代表一位，沿半徑讀出一組 0 和 1，就知道碼盤處在 64 格中的哪一格，每格 360° ÷ 64 = 5.625°。

用格雷碼而不用普通二進位制，是因為格雷碼相鄰兩格只變一位，讀數視窗壓在格子邊界上時也不會讀出離譜的值。最高位在內圈，最細的位放在外圈，同樣是因為外圈周長大、圖形不至於太細。

位數更高的絕對式碼盤，常見做法不是把每一位都做成一圈，而是用編碼道（或一圈偽隨機碼）確定粗位置，再用外圈的細分道產生正餘弦訊號，在格子內部細分。

兩種碼盤的圖樣對比如下：

增量道數格子，零位道給基準，換向道幫馬達起步，絕對碼道直接給出位置，對心圈和標記服務裝配與追溯。看碼盤圖紙時，先分清每一圈是什麼碼道，再看它的線數、半徑和公差，就不容易看漏。

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