光柵測量位移的實質(zhì)是以光柵柵距為一把標(biāo)準(zhǔn)尺子對位稱量進(jìn)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(jìn)行細(xì)分，目前（2006年）光柵尺位移傳感器系統(tǒng)多采用電子細(xì)分方法。當(dāng)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(chǎn)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(zhuǎn)換為對莫爾條紋個數(shù)的測量。

在一個莫爾條紋寬度內(nèi)，按照一定間隔放置4個光電器件就能實現(xiàn)電子細(xì)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(xì)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(dá)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(gòu)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行計數(shù)，可以得到光柵尺的位移和速度。

IBF677產(chǎn)品實現(xiàn)傳感器和主機(jī)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(chǎn)品可應(yīng)用在 RS-232/485總線工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，自動化機(jī)床，工業(yè)機(jī)器人，三坐標(biāo)定位系統(tǒng)，位移測量，行程測量，角度測量，轉(zhuǎn)速測量，流量測量，產(chǎn)品計數(shù)等等。

產(chǎn)品包括信號隔離，脈沖信號捕捉，信號轉(zhuǎn)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(shè)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(jī)編程。

圖2IBF677模塊內(nèi)部框圖

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IBF677系列產(chǎn)品是基于單片機(jī)的智能監(jiān)測和控制系統(tǒng)，所有的用戶設(shè)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(chǎn)品按工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(yuǎn)程I/O模塊，可以用來測量四路編碼器信號，也可以設(shè)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(biāo)準(zhǔn)的RS-485通訊接口或1路標(biāo)準(zhǔn)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(jī)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(shè)定；通訊網(wǎng)絡(luò)最長距離可達(dá)1200米，通過雙絞屏蔽電纜連接。

通訊接口高抗干擾設(shè)計，15KV ESD保護(hù)，通信響應(yīng)時間小于100mS。

3、 WiFi通訊協(xié)議

通訊接口： WiFi網(wǎng)絡(luò)接口。可以連接到局域網(wǎng)里的WiFi，再連接到以太網(wǎng)。

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(wù)器。也可以采用MODBUS TCP協(xié)議，實現(xiàn)工業(yè)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換。

同時也支持TCP/UDP/WebSocket等通訊協(xié)議。

網(wǎng)絡(luò)緩存：2K Byte（收與發(fā)都是）

通信響應(yīng)時間：小于10mS。

4、 抗干擾

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

安裝指導(dǎo)

光柵尺位移傳感器的安裝比較靈活，可安裝在機(jī)床的不同部位。

一般將主尺安裝在機(jī)床的工作臺（滑板）上，隨機(jī)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(yīng)盡量安裝在相對機(jī)床靜止部件上，此時輸出導(dǎo)線不移動易固定，而尺身則應(yīng)安裝在相對機(jī)床運動的部件上（如滑板）。

審核編輯?黃昊宇