直流信號(hào)隔離器作用

直流信號(hào)隔離器，又名直流信號(hào)隔離變送器或者簡(jiǎn)稱(chēng)為隔離器、信號(hào)隔離器等。它是工業(yè)自控系統(tǒng)中使用的將直流電流或電壓信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(hào)隔離輸出的電子設(shè)備（儀表），通常為DIN35mm導(dǎo)軌式安裝，和PLC、模擬量模塊等安裝在機(jī)柜中，起到隔離地環(huán)路、提高系統(tǒng)的抗干擾能力和測(cè)量準(zhǔn)確性，保護(hù)PLC、模擬量采集模塊等關(guān)鍵設(shè)備安全的作用。

信號(hào)隔離器的工作原理與選用

信號(hào)隔離器原理

目前，信號(hào)隔離器從隔離方式上主要分為：變壓器隔離方式，光電隔離方式和變壓器與光電聯(lián)合隔離方式等幾種。

信號(hào)隔離器至今已有40多年的歷史，早期的信號(hào)隔離器（如美國(guó)MOORE，日本M-SYSTEM等）都是采用變壓器隔離方式，它的特點(diǎn)是：性能穩(wěn)定，壽命長(zhǎng)（比如：宿州市泰華儀表公司的THS系列隔離變換器標(biāo)稱(chēng)的使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年！），帶負(fù)載能力強(qiáng)，隔離強(qiáng)度高，但電路復(fù)雜，制作工藝要求更高。

隨著電子技術(shù)的發(fā)展，近些年來(lái)逐漸出現(xiàn)了利用光耦合器（opticalcoupler）生產(chǎn)的光電式隔離器，它的特點(diǎn)是：性能穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，而且線路簡(jiǎn)單，成本低廉，但相對(duì)于變壓器隔離方式壽命略短。

在一些現(xiàn)場(chǎng)干擾較大，工藝要求較高場(chǎng)合出現(xiàn)了變壓器與光電聯(lián)合方式的信號(hào)隔離器，它的隔離能力、抗無(wú)限射頻和電磁干擾能力更強(qiáng)。比如宿州市泰華儀表有限公司THS系列與TD4017的模擬量采集模塊就應(yīng)用了變壓器和光電聯(lián)合隔離方式。

信號(hào)隔離器的原理

隔離器實(shí)現(xiàn)了輸入對(duì)輸出對(duì)電源對(duì)地的四端三重隔離電路設(shè)計(jì)，因此無(wú)需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工帶來(lái)極大方便。也正是由于這種信號(hào)線路無(wú)需共地的設(shè)計(jì)，使得檢測(cè)和控制回路信號(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。另外，這種隔離器產(chǎn)品除具備極強(qiáng)的濾波能力外，還有更強(qiáng)的信號(hào)處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等各種信號(hào)。

模擬量傳感器輸出類(lèi)型，一般是電流信號(hào)或是電壓信號(hào)兩種，電流信號(hào)抗干擾效果和遠(yuǎn)距離傳輸更好，電壓信號(hào)的傳輸電路在抗電場(chǎng)耦合干擾時(shí)就不如電流信號(hào)。

電流型信號(hào)相當(dāng)于一個(gè)非常大的電壓源串聯(lián)了一個(gè)非常大的內(nèi)阻。這樣，當(dāng)負(fù)載阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它的內(nèi)阻時(shí)，電流就總是等于它的“短路電流”。電流型信號(hào)主要優(yōu)點(diǎn)是：傳輸線上的電阻和接線處的接觸電阻只要不太大，只要和負(fù)載電阻之和仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信號(hào)源內(nèi)阻，就可以認(rèn)為不影響收到的電流大小，仍然等于信號(hào)源的“短路電流”。

一般的電流型傳感器只要負(fù)載和傳輸線上的總壓降不超過(guò)某個(gè)界限，就保證電流值的誤差不超過(guò)某個(gè)界限。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，接收電流信號(hào)的設(shè)備，總是希望輸入阻抗做得盡量小。這樣除了上述的精度問(wèn)題以外，還有抗干擾的作用。

從上面分析可以知道：電流信號(hào)不怕傳輸線上的壓降，但是怕漏電流。有了漏電流以后，收到的信號(hào)自然就不準(zhǔn)了。可是漏電流常常是和電壓有關(guān)的。而接收端做成低輸入阻抗，電壓自然也就很小。漏電流也就不會(huì)太大。

還有，常見(jiàn)的電場(chǎng)耦合的干擾信號(hào)，原理上很像一個(gè)信號(hào)源串聯(lián)了一個(gè)電容，這個(gè)電容就是空間分布的寄生電容，容量是很小的，以電干擾信號(hào)的電流也是很小的。然而，如果我們的接收電路不是在接收電流信號(hào)，而是在接收電壓信號(hào)，輸入阻抗常常極大(注：接收電壓信號(hào)，輸入阻抗之所以要很大，是為了減少傳輸線上電阻影響)，于是干擾信號(hào)串聯(lián)了分布電容后，加到這個(gè)輸入端，有可能分壓并不小。所以電壓信號(hào)的傳輸電路在抗電場(chǎng)耦合干擾時(shí)就不如電流信號(hào)。