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信號(hào)隔離�
閱讀�6799�(shí)間:2010-09-15 10:14:37

      信號(hào)隔離�采用了先�(jìn)的數(shù)字化技�(shù),在�(duì)高、低頻干擾信�(hào)的抑制方面均有著�(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)校、無零點(diǎn)及滿�電位�、自�(dòng)�(dòng)�(tài)校準(zhǔn)零點(diǎn)、溫度漂移自�(dòng)�(bǔ)�?shù)戎T多先�(jìn)技�(shù),并符合IEC61000-4-4;它將輸入單路或雙路電流或電壓信�(hào),變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓信�(hào),并提高輸入、輸��電源之間的電氣隔離性能�

原理

      目前,信�(hào)隔離(變換)器從隔離方式上主要分為:變壓器隔離方�,光電隔離方式和變壓器與光電�(lián)合隔離方式等幾種�
       信號(hào)隔離器至今已�40多年的歷�,早期的信號(hào)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(diǎn)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(dá)70�?。瑤�?fù)載能力強(qiáng),隔離強(qiáng)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�(diǎn)是:性能�(wěn)�,抗干擾能力�(qiáng),而且線路簡單,成本低廉,但相�(duì)于變壓器隔離方式壽命略短�
在一些現(xiàn)�(chǎng)干擾較大,工藝要求較高場(chǎng)合出�(xiàn)了變壓器與光電聯(lián)合方式的信號(hào)隔離�,它的隔離能力、抗無限射頻和電磁干擾能力更�(qiáng)。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(shí)�(xiàn)了輸入對(duì)輸出�(duì)電源�(duì)地的四端三重隔離電路�(shè)�(jì),因此無需系統(tǒng)接地線路,給�(shè)�(jì)及現(xiàn)�(chǎng)施工帶來極大方便。也正是由于這種信號(hào)線路無需共地的設(shè)�(jì),使得檢�(cè)和控制回路信�(hào)的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增�(qiáng),從而提高了整�(gè)系統(tǒng)的可靠�。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�(qiáng)的信�(hào)處理能力,能夠接受并處理熱電�、熱電阻、頻率等各種信號(hào)�

指標(biāo)

1.隔離�(qiáng)度:也叫隔離能力、耐壓�(qiáng)度或�(cè)試耐壓,這是衡量信號(hào)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�(qiáng),濾波性能越高。一般的,這種耐壓�(cè)試是通過一次性樣品的耐壓檢驗(yàn)來確定的。在該測(cè)試過程中,將持續(xù)若干分鐘地分別在輸入與輸出、輸入與電源、輸出與電源之間加載50Hz的工頻電壓,以便得出器件同另一�(gè)電勢(shì)面之間不�(huì)�(fā)生擊穿的電壓�(shù)�� 
      目前,市�(chǎng)上的信號(hào)隔離器的隔離�(qiáng)度分�2000V@1分鐘�1500V@1分鐘�1000V@1分鐘�500V@1分鐘等幾�(gè)�(jí)�。比如:日本M-SYSTEM和美國ACI的信�(hào)隔離器隔離強(qiáng)度為2000V@1分鐘;其他國外品牌能做到1500V@1分鐘;而目前國�(nèi)的幾�(gè)品牌也能做到1000V@1分鐘,甚�1500V@1分鐘的隔離強(qiáng)度�
2.精度:這是衡量一�(gè)信號(hào)隔離變送器�(zhì)量的�(biāo)�。業(yè)�(nèi)一般能做到量程的�0.2[%]。�(gè)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(shí),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)�(shí)間:表征信號(hào)隔離器的反應(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�(hào)隔離器的帶載能力�

類型

         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(hào)的儀表之間互不干�,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(hào)�(jìn)行采�、放�、運(yùn)算、和�(jìn)行抗干擾處理�,再輸出隔離的電流和電壓信號(hào),安全的送給二次儀表或plc\dcs使用�
         配電器:
        工業(yè)�(xiàn)�(chǎng)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�(shí)又要�(duì)輸入的電流信�(hào)�(jìn)行采�、放大、運(yùn)�、和�(jìn)行抗干擾處理�,再輸出隔離的電流和電壓信號(hào),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)�(chǎng)(如�?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(hào)隔離功能,同�(shí)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�、信�(hào)及地之間的點(diǎn)�,限�、降壓雙重限制信�(hào)及電源回�,把�(jìn)入危�(xiǎn)�(chǎng)所的能量限制在安全定額范圍�(nèi)�
     信號(hào)隔離器位于二�(gè)系統(tǒng)通道之間,所以選擇隔離器首先要確定輸入輸出功�,同�(shí)要使隔離器輸入輸出模式(電壓�、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(qiáng)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�??傊m�、可靠、產(chǎn)品性價(jià)比是選擇隔離器的主要原則�

 

原因

      在工�(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)�(xiàn)�(jiān)視和控制需要用到各種自�(dòng)化儀表、控制系�(tǒng)和執(zhí)行機(jī)�(gòu),它們之間的信號(hào)傳輸既有微弱到毫伏級(jí)、毫安級(jí)的小信號(hào),又有幾十伏,甚至數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信�(hào);既有低頻直流信�(hào),也有高頻脈沖信�(hào)等等,構(gòu)成系�(tǒng)后往往�(fā)�(xiàn)在儀表和�(shè)備之間信�(hào)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�(gè)儀表、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響�,還有一�(gè)十分重要的原因是由于儀表和�(shè)備之間的信號(hào)參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)�,因而形成“接地環(huán)路”造成信號(hào)傳輸過程中失真。因�,要保證系統(tǒng)�(wěn)定和可靠的運(yùn)�?!敖拥丨h(huán)路”問題是在系�(tǒng)信號(hào)處理過程中必須解決的問題� 

解決接地�(huán)路的方法

  解決接地�(huán)路的方法,根�(jù)理論和實(shí)踐分析,有三種解決方案:
  種方�:所有現(xiàn)�(chǎng)�(shè)備不接地,使所有過程環(huán)路只有一�(gè)接地�(diǎn),不能形成回�,這種方法看似簡單,但在實(shí)際應(yīng)用中往往很難�(shí)�(xiàn),因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接地才能保證測(cè)量精度或確保人身安全,某些設(shè)備可能因?yàn)殚L期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)�
  第二種方案:使兩接地�(diǎn)的電�(shì)相同(使V1=V2�,但由于接地�(diǎn)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(shí)在實(shí)際中無法完全能做��
  第三種方案:在各�(gè)過程�(huán)路中使用信號(hào)隔離方法,斷開過程環(huán)�,同�(shí)又不影響過程信號(hào)的正常傳�,從而徹底解決接地環(huán)路問��

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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