信號(hào)隔離器選型小技巧

1、信號(hào)隔離器的作用

無論是什么電氣控制系統(tǒng)，都有可能面臨復(fù)雜環(huán)境的干擾，或短路、過壓、不明脈沖等狀況。因此，具有保護(hù)下級(jí)控制回路、削弱環(huán)境噪聲影響、抑制接地或設(shè)備干擾、具有限壓、額流和保護(hù)控制系統(tǒng)輸入輸出及通訊接口的隔離器，成為控制系統(tǒng)不可或缺的一部分。

（1）信號(hào)隔離器能夠消除接電勢(shì)差所造成的一系列后果影響：由于不同型號(hào)和不同廠家所制造的儀表和設(shè)備的不同，它們之間的信號(hào)點(diǎn)存在著一定的電勢(shì)差（這是不可避免的），而電勢(shì)差直接的影響便是會(huì)形成接地環(huán)路，產(chǎn)生干擾或者導(dǎo)致信號(hào)在傳輸中出行失真。想要要保證系統(tǒng)穩(wěn)定和可靠的運(yùn)行，接地環(huán)路問題就必須要處理，而使用信號(hào)隔離器則是方便快捷的辦法。

（2）信號(hào)隔離器能夠解決設(shè)備之前信號(hào)不匹配問題：在需要共同通信連接但不具備直接建立聯(lián)系的設(shè)備如若想要進(jìn)行連接是一件非常麻煩，甚至是不可能的事情，這是由于信號(hào)的輸出類型和接受信號(hào)類型的不同所造成的設(shè)備無法正常連接，而使用耐用的信號(hào)隔離器來對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)現(xiàn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換即可實(shí)現(xiàn)設(shè)備的連接。

（3）信號(hào)隔離器能夠使得一路信號(hào)輸入分配為多路信號(hào)輸出：在一些只有一個(gè)信號(hào)場(chǎng)合中，用戶假若需要將信號(hào)輸送給多個(gè)系統(tǒng)，比如控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)，這時(shí)候就可以選擇信號(hào)隔離器的一進(jìn)多出的功能來實(shí)現(xiàn)。隔離器既可以保證現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)分配，又能夠做到信號(hào)隔離，可以說簡(jiǎn)單方便卻又不失水準(zhǔn)，深受廣大用戶喜愛。

注意：信號(hào)隔離安全柵是指接在本質(zhì)安全電路和非本質(zhì)安全電路之間。將供給本質(zhì)安全電路的電壓或電流限制在一定安全范圍內(nèi)的裝置。安全柵是一種統(tǒng)稱，分為齊納式安全柵和隔離式安全柵。一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號(hào)隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、信號(hào)及地之間的點(diǎn)火，限流、降壓雙重限制信號(hào)及電源回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)場(chǎng)所的能量限制在安全定額范圍內(nèi)，供二次監(jiān)測(cè)設(shè)備使用，這里就必須選用安全柵。

2、信號(hào)隔離器的原理

信號(hào)隔離器的原理是將變送器或儀表的信號(hào)，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制轉(zhuǎn)化，然后通過光感或是磁感器件實(shí)現(xiàn)隔離轉(zhuǎn)換，然后再實(shí)行解調(diào)轉(zhuǎn)換回隔離前原信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源實(shí)行隔離處理，保證轉(zhuǎn)換后的信號(hào)、電源、地之間絕對(duì)獨(dú)立。同時(shí)對(duì)疊加在測(cè)量值上的干擾信號(hào)進(jìn)行濾波，以及根據(jù)控制系統(tǒng)輸入、輸出要求對(duì)信號(hào)進(jìn)行匹配，因此，隔離、放大、濾波和匹配是信號(hào)隔離器所起的作用。

注意：雖然有些DCS模塊自帶光電隔離功能，但是從整個(gè)系統(tǒng)的成本和時(shí)效性考慮，還是建議選配信號(hào)隔離器。

3、信號(hào)隔離器的分類

信號(hào)隔離器分有源隔離器、無源信號(hào)隔離器兩大類。下面分別闡述這兩類隔離器的進(jìn)一步的細(xì)分。

（1）有源信號(hào)隔離器

有源信號(hào)隔離器由獨(dú)立的電源供電，以確保隔離器出色工作，模塊在輸入側(cè)需要有源信號(hào)，在輸出側(cè)它們則提供經(jīng)過過濾和放大的信號(hào)，根據(jù)應(yīng)用情況輸入/輸出與電源之間相互隔離。有源信號(hào)隔離器包括三端隔離、輸入端隔離與輸出端隔離。

• 三端隔離

三端隔離只需要一個(gè)電源，這個(gè)電源與測(cè)量電路隔離，采用這種技術(shù)隔離的模塊，它們所有連接在輸入端、輸出端或者電源上的組件皆不會(huì)互相干擾，三端之間也相應(yīng)地互相電隔離。

• 輸入端隔離

采用這種隔離技術(shù)的模塊應(yīng)該保護(hù)輸出側(cè)連接的電子設(shè)備(例如控制器的輸入卡)不受現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾。所以，輸入端和等電位的輸出端和電源部分是電隔離的。

• 輸出端隔離

采用這種隔離技術(shù)的模塊應(yīng)該保護(hù)輸入側(cè)連接的電子設(shè)備(例如控制器的輸出卡)不受現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾。所以，輸出端和等電位的輸入端和電源部分是電隔離的。

（2）無源信號(hào)隔離器

無源信號(hào)隔離器提供了一種附加和實(shí)質(zhì)性的便利，它無需額外的電源供電，模塊的的工作電源是通過輸入或輸出回路提供，其內(nèi)部電路消耗的電流極小，不影響信號(hào)的正確傳輸。根據(jù)信號(hào)隔離器的供電方式分輸入側(cè)供電、輸出側(cè)供電、無源饋電等。

• 輸入側(cè)供電

采用這種隔離技術(shù)時(shí)，這些模塊從有源輸入回路(例如電磁流量計(jì)或控制系統(tǒng)輸出卡)獲取所需的能量用于信號(hào)傳輸和電隔離，輸出側(cè)提供經(jīng)過處理的電流信號(hào)用于控制或調(diào)節(jié)。

• 輸出側(cè)供電

采用這種隔離技術(shù)時(shí)，這些模塊從有源輸出回路(最好是從控制系統(tǒng)輸入卡用輔助電源供電的)獲取所需的能量用于信號(hào)傳輸和電隔離。

• 無源饋電隔離器

采用這種隔離技術(shù)時(shí)，這些模塊從有源輸出回路獲取所需的能量用于信號(hào)傳輸和電隔離，無源饋電隔離器把這種從輸出回路獲得的能量另外還供給一個(gè)連接在輸入側(cè)的無源檢測(cè)探頭(例如壓力變送器)，檢測(cè)探頭借助于提供的能量發(fā)出一個(gè)有源信號(hào)，通過無源饋電隔離器電隔離并且從輸出側(cè)輸出。

4、信號(hào)隔離器如何選擇？

（1）功能匹配

在選擇信號(hào)隔離器時(shí)，首先是滿足基本功能。其中包括輸入輸出功能匹配：供電類型、輸出回路數(shù)、安裝尺寸等。

（2）性能匹配

• 看其精度

在選擇信號(hào)隔離器時(shí)，一定要看好其精度，這是衡量信號(hào)隔離器的性能的一個(gè)重要的參數(shù)，信號(hào)隔離器能否正常使用跟精度的高低有著直接的聯(lián)系，同時(shí)信號(hào)隔離器的精度參數(shù)也體現(xiàn)了其制造水平和設(shè)計(jì)水平，由此大家一定在選擇信號(hào)隔離器時(shí)一定要選擇精度系數(shù)高的。

• 看其輸出紋波

輸出紋波是可對(duì)信號(hào)隔離器的精度產(chǎn)生重要影響的一項(xiàng)參數(shù)，信號(hào)隔離器內(nèi)部高頻交流分量的存在是產(chǎn)生輸出紋波的原因所在，這個(gè)交流分量的頻率高、諧波多，對(duì)信號(hào)的污染較大，很難完全清楚，如若輸出紋波較高，信號(hào)隔離器所采集到的信號(hào)誤差也會(huì)較大，由此大家在選擇信號(hào)隔離器時(shí)選擇輸出紋波較小的信號(hào)隔離器。

• 看其溫度漂移

溫度漂移是指信號(hào)隔離器連續(xù)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而這些熱量會(huì)導(dǎo)致信號(hào)隔離器的輸出值會(huì)發(fā)生變化，而這種變化就是所謂的溫度漂移，溫度漂移越小說明信號(hào)隔離器的能耗就越低，就越能減少信號(hào)隔離器發(fā)熱的現(xiàn)象，從而可更好地保證信號(hào)隔離器性能的發(fā)揮，由此大家在選擇信號(hào)隔離器時(shí)要選擇溫度漂移較小的。