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?。?，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)。

信號(hào)隔離器的功能和工作原理

信號(hào)隔離器分為：有源信號(hào)隔離器，無(wú)源信號(hào)隔離器

有源信號(hào)隔離器，指隔離器本身需要一個(gè)獨(dú)立供電，供電可以選擇DC24V，或者選擇AC/DC 85-265V兩種其中的一種

有源信號(hào)隔離器輸入端可以是二線制，三線制，四線制各種儀表輸出的4-20mA信號(hào)，輸出為一個(gè)帶載能力比較強(qiáng)的4-20mA信號(hào)，一般不低于500歐姆的帶負(fù)載能力，具有增強(qiáng)信號(hào)的功能，隔離器本身用電損耗較小，市場(chǎng)的常規(guī)產(chǎn)品一般都不會(huì)高于100mA的電流損耗

無(wú)源信號(hào)隔離器本身不需要獨(dú)立給供電，隔離器自身的功率消耗是從輸入信號(hào)，或者輸出信號(hào)取電

輸入信號(hào)取電，這種隔離器會(huì)增加前級(jí)信號(hào)的負(fù)擔(dān)，隔離器輸出所帶的負(fù)載及隔離器本身內(nèi)阻都會(huì)成為前級(jí)信號(hào)的負(fù)載，如果前級(jí)4-20mA信號(hào)的帶載能力較弱的話，不推薦使用此種隔離器，這種隔離器輸出的也是有源的4-20mA信號(hào)

輸出信號(hào)取電，相當(dāng)于隔離器輸出一個(gè)二線制信號(hào)，需要后級(jí)設(shè)備回路給一個(gè)24V的恒壓供電，

信號(hào)隔離器本身區(qū)分為光耦隔離，電磁隔離等多種方式

電磁隔離，顧名思義，即隔離器本身內(nèi)部變壓器將輸入輸出隔離，通過(guò)電磁轉(zhuǎn)換以及濾波電路將信號(hào)處理后輸出

光耦隔離，將輸入信號(hào)通過(guò)電路轉(zhuǎn)換后輸入光耦元件，輸出通過(guò)濾波電路后隔離輸出

隔離器常用名詞：三端隔離 ，隔離器的輸入輸出隔離不用多說(shuō)，有源隔離器在需要供電時(shí)，隔離器的供電路需要對(duì)輸入的電源24V做隔離處理在給隔離器的工作電路供電，相當(dāng)于將隔離器的輸入，輸出，電源三端不會(huì)因?yàn)槿魏我欢溯斎敫蓴_信號(hào)或者強(qiáng)電信號(hào)將輸入，輸出端的設(shè)備燒壞