信號隔離�采用了先進的�(shù)字化技�(shù),在對高、低頻干擾信號的抑制方面均有著優(yōu)異表�(xiàn),即使在大功率變頻控制系�(tǒng)中依然能夠可靠應(yīng)�,內(nèi)部采用數(shù)字化�(diào)�、無零點及滿�電位�、自動動�(tài)校準(zhǔn)零點、溫度漂移自動補�?shù)戎T多先進技�(shù),并符合IEC61000-4-4;它將輸入單路或雙路電流或電壓信�,變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓信號,并提高輸�、輸出�電源之間的電氣隔離性能�
目前,信號隔離(變換)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�(lián)合隔離方式等幾種�
信號隔離器至今已�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�,它的特點是:性能�(wěn)�,壽命長(比如:日本M-SYSTEM公司的M2系列隔離變換器標(biāo)稱的使用壽命長達70�?。瑤�?fù)載能力強,隔離強度高,但電路�(fù)�,制作工藝要求更��
隨著電子技�(shù)的發(fā)�,近些年來逐漸出現(xiàn)了利用光耦合器(optical coupler)生�(chǎn)的光電式隔離�,它的特點是:性能�(wěn)�,抗干擾能力�,而且線路簡單,成本低�,但相對于變壓器隔離方式壽命略短�
在一些現(xiàn)場干擾較大,工藝要求較高場合出現(xiàn)了變壓器與光電聯(lián)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�。比如日本M-SYSTEM公司生產(chǎn)的遠(yuǎn)程數(shù)�(jù)采集系統(tǒng)R5系列的模擬量采集模塊就應(yīng)用了變壓器和光電�(lián)合隔離方式�
隔離器實�(xiàn)了輸入對輸出對電源對地的四端三重隔離電路�(shè)�,因此無需系統(tǒng)接地線路,給�(shè)計及�(xiàn)場施工帶來極大方�。也正是由于這種信號線路無需共地的設(shè)�,使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增�,從而提高了整個系�(tǒng)的可靠性。另�,這種隔離器產(chǎn)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�、熱電阻、頻率等各種信號�
1.隔離強度:也叫隔離能�、耐壓強度或測試耐壓,這是衡量信號隔離器的主要參數(shù)之一。單位:伏特@1分鐘。它指的是輸入與輸出,輸入與電源,輸出與電源之間的耐壓能力。它的數(shù)值越大說明耐壓能力越好,隔離能力越�,濾波性能越高。一般的,這種耐壓測試是通過一次性樣品的耐壓檢驗來確定的。在該測試過程中,將持續(xù)若干分鐘地分別在輸入與輸�、輸入與電源、輸出與電源之間加載50Hz的工頻電�,以便得出器件同另一個電勢面之間不會�(fā)生擊穿的電壓�(shù)值�
目前,市場上的信號隔離器的隔離強度分�2000V@1分鐘�1500V@1分鐘�1000V@1分鐘�500V@1分鐘等幾個級�。比如:日本M-SYSTEM和美國ACI的信號隔離器隔離強度�2000V@1分鐘;其他國外品牌能做到1500V@1分鐘;而目前國�(nèi)的幾個品牌也能做�1000V@1分鐘,甚�1500V@1分鐘的隔離強��
2.精度:這是衡量一個信號隔離變送器�(zhì)量的�(biāo)尺。業(yè)�(nèi)一般能做到量程的�0.2[%]。個別品牌如M-SYSTEM 、ACI等能做到±0.1[%]�
3.溫度系數(shù):表示隔離器等儀表在�(huán)境溫度發(fā)生變化時,精度的變化情況� 大多情況下用百分?jǐn)?shù)表示(也有用單�250ppm/K表示�),如:M-SYSTEM溫度系數(shù)為�0.015[%]/℃(相當(dāng)�150ppm/K��
4.響應(yīng)時間:表征信號隔離器的反�(yīng)速度�
5.絕緣電阻:內(nèi)部電源與外殼之間隔離直流作用的數(shù)值化表征�
6.�(fù)載電阻:反映了信號隔離器的帶載能��
隔離器:
工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾,提高電氣安全性能。需要將輸入的電�、電流或頻率、電阻等信號進行采集、放�、運算、和進行抗干擾處理后,再輸出隔離的電流和電壓信號,安全的送給二次儀表或plc\dcs使用�
配電器:
工業(yè)�(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式,既要為變送器等一次儀表提�24V配電電源,同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運�、和進行抗干擾處理后,再輸出隔離的電流和電壓信號,供后面的二次儀表或其它儀表使��
安全柵:
一些特殊的工業(yè)�(xiàn)場(如燃?xì)夤竞突S)不但需要兩線制傳輸,既提供配電電源又有信號隔離功能,同時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、信號及地之間的點火,限�、降壓雙重限制信號及電源回路,把進入危險場所的能量限制在安全定額范圍�(nèi)�
信號隔離器位于二個系�(tǒng)通道之間,所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功�,同時要使隔離器輸入輸出模式(電壓型、電流型、環(huán)路供電型等)適應(yīng)前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑絕緣強度﹑總線通訊功能等許多重要參�(shù)涉及�(chǎn)品性能,例如噪音與精度有關(guān)、功耗熱量與可靠性有�(guān),這些需要使用者慎�。總�,適用、可�、產(chǎn)品性價比是選擇隔離器的主要原則�
在工�(yè)生產(chǎn)過程中實�(xiàn)�(jiān)視和控制需要用到各種自動化儀表、控制系�(tǒng)和執(zhí)行機�(gòu),它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、毫安級的小信號,又有幾十伏,甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信�;既有低頻直流信�,也有高頻脈沖信號等�,構(gòu)成系�(tǒng)后往往�(fā)�(xiàn)在儀表和�(shè)備之間信號傳輸互相干擾,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作。出�(xiàn)這種情況除了每個儀�、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響外,還有一個十分重要的原因是由于儀表和�(shè)備之間的信號參考點之間存在電勢�,因而形成“接地環(huán)路”造成信號傳輸過程中失�。因此,要保證系�(tǒng)�(wěn)定和可靠的運�。“接地環(huán)路”問題是在系�(tǒng)信號處理過程中必須解決的問題�
解決接地�(huán)路的方法,根�(jù)理論和實踐分�,有三種解決方案�
種方�:所有現(xiàn)場設(shè)備不接地,使所有過程環(huán)路只有一個接地點,不能形成回�,這種方法看似簡單,但在實際應(yīng)用中往往很難實現(xiàn),因為某些設(shè)備要求必須接地才能保證測量精度或確保人身安全,某些設(shè)備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點�
第二種方案:使兩接地點的電勢相同(使V1=V2),但由于接地點的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影�,這種方案其實在實際中無法完全能做��
第三種方案:在各個過程環(huán)路中使用信號隔離方法,斷開過程環(huán)路,同時又不影響過程信號的正常傳�,從而徹底解決接地環(huán)路問題�
維庫電子通,電子知識,一查百��
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