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)稱的使用壽命長(zhǎng)達(dá)20年?。瑤ж?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)。

有源信號(hào)隔離器

有源信號(hào)隔離器是一種將（傳感器輸出）模擬電壓或電流信號(hào)經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換成精度、線性度相匹配的混合集成電路。產(chǎn)品主要用于工業(yè)控制系統(tǒng)中模擬信號(hào)輸入輸出控制，系統(tǒng)內(nèi)部通過(guò)DSP、PLC的DA轉(zhuǎn)換輸出信號(hào)來(lái)顯示和控制其它裝置的可調(diào)輸出，現(xiàn)場(chǎng)工作電壓、電流和各種運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)及系統(tǒng)外部增加4-20毫安（0-20毫安）/0-5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)接口等。該IC為標(biāo)準(zhǔn)Sip12 Pin符合UL-94的阻燃封裝，占用PCB板面積少。裝入儀器內(nèi)部可以并聯(lián)安裝實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的監(jiān)測(cè)、隔離和轉(zhuǎn)換。與光電隔離的產(chǎn)品相比具有更好的精度、線性度和溫漂特性，并可實(shí)現(xiàn)零點(diǎn)、增益、滿度免調(diào)節(jié)，方波用戶現(xiàn)場(chǎng)使用及增強(qiáng)可靠性和穩(wěn)定性。

采用信號(hào)隔離器，可接收來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)模擬信號(hào)輸入，以標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)形式輸出到控制室或DCS，實(shí)現(xiàn)電源，輸入和輸出的相互隔離，有現(xiàn)場(chǎng)傳感器變送器傳遞過(guò)來(lái)的電流信號(hào)，毫伏小信號(hào)或一些特殊信號(hào)不能直接采樣，需要把這些信號(hào)轉(zhuǎn)化為一定范圍的電壓信號(hào)，方便現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集。信號(hào)隔離器能方便地應(yīng)用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表的各種信號(hào)進(jìn)行調(diào)理，通過(guò)隔離，并轉(zhuǎn)換成工業(yè)計(jì)算機(jī)，DCS，PLC等能接受的保準(zhǔn)信號(hào)或用戶的特殊信號(hào)，在工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)，電子設(shè)備，電力設(shè)備等方面被廣泛應(yīng)用。