信号隔(gé)離器的應(yīng)用

造成模拟信号失(shī)真的原(yuán)因
1、接地環路問題(tí)：如下圖(tú)所示，當過程環路中有兩處或兩(liǎng)處以上接地(dì)電阻不相(xiàng)等時，就會産生接地環路，過(guò)程信号就會失真(zhēn)。

接地環(huán)路
要使信号完整而不失真地傳輸，理(lǐ)想(xiǎng)化的情況是所有設備、儀表中的信(xìn)号都有一個共同的參考點，也就是(shì)有一個共(gòng)同的“地”。隻有這樣，所有的設備、儀表的信号參考點之間電位差才能爲“零”。很顯然，不同(tóng)設備的接地電阻很難保證都相等(děng)，接地電阻也會随着傳輸(shū)距離的增加而升高(gāo)，有時甚至産生高達200V的電位差(chà)。
2、測量回路相互連接(jiē)問題：如下圖所(suǒ)示，在這些(xiē)回(huí)路中，參考點要将因爲(wèi)接通多個信号回路而升(shēng)高。

在(zài)這種相互連接的測量回路中，由于線間電阻的不斷增加，必然會引起參考電壓的不斷升高。
3、電磁幹擾問題：這是比較常見的幹擾，特别是在長距離或者幹擾較大的工業環境中，很難避(bì)免感性和容性幹擾在測量回路中相互參雜的情況。
解決這些問題的方案主要有三種：
*種(zhǒng)方案是現場儀表不接地，使過程環路(lù)中隻有一個接地點，但在實際(jì)應用中，這種方案往往難以實現(xiàn)，因爲某些設備必須(xū)接地才(cái)能保證測量精度或确保人身安全，某些設備(bèi)可能因爲長期遭到腐蝕和(hé)磨損後或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。
第二種方案是使兩接地點的電勢(shì)相同(tóng)，但由于接地點(diǎn)的電阻受地質條件及氣候變(biàn)化等衆多(duō)因素的影響，這種方案通常(cháng)是很難實現的。
第三種方案是在過程環路中使用(yòng)信号隔離器。信号隔離(lí)器采用隔離技術，斷開過程環路中(zhōng)的直接(jiē)電(diàn)路（直流通路）但又不(bú)影響過程信号的正常(cháng)傳輸，從而*解決了(le)上述問題。
當然(rán)，我們也可(kě)以用DCS的隔離卡鍵或帶隔離能力的變送器實現信号隔離，但它們價格昂貴，而且他們的隔(gé)離強度、抗無限射頻/電磁幹擾（RFI/EMI）指标及應用靈活(huó)性(xìng)比信(xìn)号隔離器差，更不可能像信号隔(gé)離器那樣還可解決信(xìn)号轉換及信号分配等問題。
信号隔離器(qì)原理
目前(qián)，信号隔(gé)離器從隔離方式上主要分爲：變壓器隔離方式，光電(diàn)隔離方式和變壓器與光電聯(lián)合隔離方式等幾種。
信号(hào)隔離器至今已有40多年的曆(lì)史，早期的信(xìn)号隔(gé)離器（如美國MOORE，日本M-SYSTEM等）都是采用變壓器隔離方(fāng)式，它的特點是：性能穩定(dìng)，壽命長（比如：日本M-SYSTEM公(gōng)司的(de)M2系列隔離變換器标稱的使用壽命長(zhǎng)達(dá)70年！），帶負載(zǎi)能力強，隔(gé)離強度高，但(dàn)電路複雜，制作工藝(yì)要求更高。
随着電子技術的(de)發展(zhǎn)，近些年來逐漸出現(xiàn)了利用光耦合器（opticalcoupler）生(shēng)産的光電式隔離器，它的特點是：性能穩定，抗幹擾(rǎo)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(yī)些現場幹擾較大，工藝要求較高場合出現了變壓器與光電聯合方式的信号隔離器，它的隔離能力、抗無限射頻和電磁幹擾能力更強。比如日本(běn)M-SYSTEM公司(sī)生産的遠程數據采集系統R5系列的模拟量采集模(mó)塊就應用了變壓器和光電聯合隔離方式。
信(xìn)号隔離器(qì)的原理
隔離器實現了輸入對輸出對電(diàn)源對地的四端三重(zhòng)隔離電路設計(jì)，因此無需系統接地線路，給設計及(jí)現場施工帶來(lái)極(jí)大方便。也正是由(yóu)于這種信(xìn)号線(xiàn)路無需共地的設計，使得檢測(cè)和控制回路信号的穩定(dìng)性和抗幹擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個系統的可靠性。另外，這種(zhǒng)隔離器産品除具備*的濾波能(néng)力外，還有更強的信(xìn)号處理能力，能夠接(jiē)受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等各種信(xìn)号。