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      信號隔離器的應用

      時間:2021-10-12 14:58:12 來源:未知 點擊:54次

        模擬信號失真的原因

        1.接地環路問題:如下圖所示,當過程環路中有兩個或兩個以上的接地電阻不相等時,會產生接地環路,過程信號失真。接地環路應使信號完整而不失真地傳輸,理想化的情況是所有設備.儀器中的信號都有一個共同的參考點,即有一個共同的地。只有這樣,所有設備和儀器的信號參考點之間的電位差才能為零。顯然,不同設備的接地電阻很難保證相等,接地電阻會隨著傳輸距離的增加而增加,有時甚至會產生高達200伏的電位差。

        2.測量電路之間的連接問題:如下圖所示,在這些電路中,參考點會因為連接多個信號電路而升高。在這種相互連接的測量電路中,由于線間電阻的增加,參考電壓必然會增加。

        3.電磁干擾問題:這是一種常見的干擾,尤其是在長距離或干擾較大的工業環境中,很難避免測量電路中的感性和容性干擾。解決這些問題的方案主要有三種:*方案是現場儀表不接地,使得過程中只有一個接地點,但在實際應用中往往很難實現,因為有些設備必須接地才能保證測量精度或人身安全,有些設備可能會因長期腐蝕磨損或氣候影響而形成新的接地點。

        第二種方案是使兩個接地點的電勢相同,但由于接地點的電阻受到地質條件、氣候變化等諸多因素的影響,通常很難實現。第三種方案是在過程中使用信號隔離器。信號隔離器采用隔離技術,切斷過程中的直接電路(DC通路),但不影響過程中信號的正常傳輸,從而徹底解決了上述問題。當然,我們也可以使用DCS的隔離卡鍵或具有隔離能力的變送器來實現信號隔離,但是它們很貴,而且它們的隔離強度.抗無限射頻/電磁干擾(RFI/EMI)指標和應用靈活性都比信號隔離器差,更不可能像信號隔離器那樣解決信號轉換和信號分配等問題。目前,信號隔離器的原理主要分為:變壓器隔離、光電隔離和變壓器與光電聯合隔離。

        到目前為止,信號隔離器已經有40多年的歷史了,早期的信號隔離器(如美國MOORE、日本M-SYSTEM等)都采用了變壓器隔離方式,其特點是:性能穩定,使用壽命長(例如:日本M-SYSTEM公司M2系列隔離變換器標稱使用壽命長達70年!負載能力強,隔離強度高,但電路復雜,生產工藝要求高。近年來,隨著電子技術的發展,光耦合器(opticalcoupler)生產的光電隔離器逐漸出現。其特點是性能穩定,抗干擾能力強,線路簡單,成本低,但與變壓器隔離方式相比,使用壽命略短。在一些現場干擾大、工藝要求高的場合,出現了變壓器和光電聯合信號隔離器,其隔離能力更強。

        信號隔離器的原理隔離器實現了輸入輸出對電源對地的四端三重隔離電路設計,因此不需要系統接地電路,給設計和現場施工帶來了極大的便利。正是因為這種信號線不需要共同設計,檢測和控制電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。此外,該隔離器產品除了具有較強的濾波能力外,還具有較強的信號處理能力,可接受和處理各種信號,如熱電偶、熱電阻、頻率等。

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