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發布時間:2020-11-16 11:42  
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直流信號隔離器作用
直流信號隔離器,又名直流信號隔離變送器或者簡稱為隔離器、信號隔離器等。它是工業自控系統中使用的將直流電流或電壓信號隔離轉換為標準工業信號隔離輸出的電子設備(儀表),通常為DIN35mm導軌式安裝,和PLC、模擬量模塊等安裝在機柜中,起到隔離地環路、提高系統的抗干擾能力和測量準確性,保護PLC、模擬量采集模塊等關鍵設備安全的作用。信號隔離器的工作原理與選用
信號隔離器原理
目前,信號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合隔離方式等幾種。
信號隔離器至今已有40多年的歷史,早期的信號隔離器(如美國MOORE,日本M-SYSTEM等)都是采用變壓器隔離方式,它的特點是:性能穩定,壽命長(比如:宿州市泰華儀表公司的THS系列隔離變換器標稱的使用壽命長達20年!),帶負載能力強,隔離強度高,但電路復雜,制作工藝要求更高。
隨著電子技術的發展,近些年來逐漸出現了利用光耦合器(opticalcoupler)生產的光電式隔離器,它的特點是:性能穩定,抗干擾能力強,而且線路簡單,成本低廉,但相對于變壓器隔離方式壽命略短。
在一些現場干擾較大,工藝要求較高場合出現了變壓器與光電聯合方式的信號隔離器,它的隔離能力、抗無限射頻和電磁干擾能力更強。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用了變壓器和光電聯合隔離方式。
信號隔離器的原理
隔離器實現了輸入對輸出對電源對地的四端三重隔離電路設計,因此無需系統接地線路,給設計及現場施工帶來極大方便。也正是由于這種信號線路無需共地的設計,使得檢測和控制回路信號的穩定性和抗干擾能力大大增強,從而提高了整個系統的可靠性。另外,這種隔離器產品除具備極強的濾波能力外,還有更強的信號處理能力,能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等各種信號。


模擬量傳感器輸出類型,一般是電流信號或是電壓信號兩種,電流信號抗干擾效果和遠距離傳輸更好,電壓信號的傳輸電路在抗電場耦合干擾時就不如電流信號。
電流型信號相當于一個非常大的電壓源串聯了一個非常大的內阻。這樣,當負載阻抗遠遠小于它的內阻時,電流就總是等于它的“短路電流”。電流型信號主要優點是:傳輸線上的電阻和接線處的接觸電阻只要不太大,只要和負載電阻之和仍然遠遠小于信號源內阻,就可以認為不影響收到的電流大小,仍然等于信號源的“短路電流”。
一般的電流型傳感器只要負載和傳輸線上的總壓降不超過某個界限,就保證電流值的誤差不超過某個界限。實際應用時,接收電流信號的設備,總是希望輸入阻抗做得盡量小。這樣除了上述的精度問題以外,還有抗干擾的作用。
從上面分析可以知道:電流信號不怕傳輸線上的壓降,但是怕漏電流。有了漏電流以后,收到的信號自然就不準了。可是漏電流常常是和電壓有關的。而接收端做成低輸入阻抗,電壓自然也就很小。漏電流也就不會太大。
還有,常見的電場耦合的干擾信號,原理上很像一個信號源串聯了一個電容,這個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,而是在接收電壓信號,輸入阻抗常常極大(注:接收電壓信號,輸入阻抗之所以要很大,是為了減少傳輸線上電阻影響),于是干擾信號串聯了分布電容后,加到這個輸入端,有可能分壓并不小。所以電壓信號的傳輸電路在抗電場耦合干擾時就不如電流信號。


