光柵尺差分信號計數(shù)采集模塊/4倍頻計數(shù)/5MHz高速/RS485/232/WiFi

光柵測量位移的實質是以光柵柵距為一把標準尺子對位稱量進行測量。高分辨率的光柵尺一般造價較貴，且制造困難。為了提高系統(tǒng)分辨率，需要對莫爾條紋進行細分，目前（2006年）光柵尺位移傳感器系統(tǒng)多采用電子細分方法。當兩塊光柵以微小傾角重疊時，在與光柵刻線大致垂直的方向上就會產生莫爾條紋，隨著光柵的移動，莫爾條紋也隨之上下移動。這樣就把對光柵柵距的測量轉換為對莫爾條紋個數(shù)的測量。

在一個莫爾條紋寬度內，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現(xiàn)電子細分與判向功能。例如，柵線為50線對/mm的光柵尺，其光柵柵距為0.02mm，若采用四細分后便可得到分辨率為5m的計數(shù)脈沖，這在工業(yè)普通測控中已達到了很高精度。由于位移是一個矢量，即要檢測其大小，又要檢測其方向，因此至少需要兩路相位不同的光電信號。為了消除共模干擾、直流分量和偶次諧波，通常采用由低漂移運放構成的差分放大器。由4個光敏器件獲得的4路光電信號分別送到2只差分放大器輸入端，從差分放大器輸出的兩路信號其相位差為/2，為得到判向和計數(shù)脈沖，需對這兩路信號進行整形，首先把它們整形為占空比為1：1的方波。然后，通過對方波的相位進行判別比較，就可以得到光柵尺的移動方向。通過對方波脈沖進行計數(shù)，可以得到光柵尺的位移和速度。

IBF677產品實現(xiàn)傳感器和主機之間的信號采集，用來解碼光柵尺磁柵尺編碼器信號。IBF677系列產品可應用在 RS-232/485總線工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，自動化機床，工業(yè)機器人，三坐標定位系統(tǒng)，位移測量，行程測量，角度測量，轉速測量，流量測量，產品計數(shù)等等。

產品包括信號隔離，脈沖信號捕捉，信號轉換和RS-485串行通信。每個串口最多可接255只 IBF677系列模塊，通訊方式采用ASCII碼通訊協(xié)議或MODBUS RTU通訊協(xié)議，波特率可由代碼設置，能與其他廠家的控制模塊掛在同一RS-485總線上，便于計算機編程。

圖2IBF677模塊內部框圖

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IBF677系列產品是基于單片機的智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)，所有的用戶設定的地址，波特率，數(shù)據(jù)格式，奇偶校驗等配置信息都儲存在非易失性存儲器EEPROM里。

IBF677系列產品按工業(yè)標準設計、制造，信號輸入 / 輸出之間不隔離，抗干擾能力強，可靠性高。工作溫度范圍- 45℃～+85℃。

功能簡介：

IBF677遠程I/O模塊，可以用來測量四路編碼器信號，也可以設置作為八路獨立計數(shù)器。

1、 信號輸入

4路編碼器5V差分信號輸入或8路5V差分信號獨立計數(shù)器。

2、 通訊協(xié)議

通訊接口： 1路標準的RS-485通訊接口或1路標準的RS-232通訊接口，訂貨選型時注明。

通訊協(xié)議：支持兩種協(xié)議，命令集定義的字符協(xié)議和MODBUS RTU通訊協(xié)議。模塊自動識別通訊協(xié)議，能實現(xiàn)與多種品牌的PLC、RTU或計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行網絡通訊。

數(shù)據(jù)格式：10位。1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，1位停止位。無校驗。

通訊地址（0～255）和波特率（2400、4800、9600、19200、38400、57600 、115200bps）均可設定；通訊網絡最長距離可達1200米，通過雙絞屏蔽電纜連接。

通訊接口高抗干擾設計，15KV ESD保護，通信響應時間小于100mS。

3、 WiFi通訊協(xié)議

通訊接口： WiFi網絡接口?？梢赃B接到局域網里的WiFi，再連接到以太網。

通訊協(xié)議：支持MQTT協(xié)議，可以連接阿里云，騰訊云，華為云，中移物聯(lián)OneNET，私有云等等各種MQTT服務器。也可以采用MODBUS TCP協(xié)議，實現(xiàn)工業(yè)以太網數(shù)據(jù)交換。

同時也支持TCP/UDP/WebSocket等通訊協(xié)議。

網絡緩存：2K Byte（收與發(fā)都是）

通信響應時間：小于10mS。

4、 抗干擾

可根據(jù)需要設置校驗和。模塊內部有瞬態(tài)抑制二極管，可以有效抑制各種浪涌脈沖，保護模塊，內部的數(shù)字濾波，也可以很好的抑制來自電網的工頻干擾。

安裝指導

光柵尺位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機床的不同部位。

一般將主尺安裝在機床的工作臺（滑板）上，隨機床走刀而動，讀數(shù)頭固定在床身上，盡可能使讀數(shù)頭安裝在主尺的下方。其安裝方式的選擇必須注意切屑、切削液及油液的濺落方向。如果由于安裝位置限制必須采用讀數(shù)頭朝上的方式安裝時，則必須增加輔助密封裝置。另外，一般情況下，讀數(shù)頭應盡量安裝在相對機床靜止部件上，此時輸出導線不移動易固定，而尺身則應安裝在相對機床運動的部件上（如滑板）。

審核編輯?黃昊宇