您好, 歡迎來到化工儀器網
信號隔離器特點和應用
信號隔離器的概述：
1， 信號隔離器是一種采用線性光耦隔離原理，將輸入信號進行轉換輸出。輸入，輸出和工作電源三者相互隔離，特別適合與需要電隔離的設備儀表配用。隔離器又名信號隔離器，是工業控制系統中重要組成部分。
2， 在工業生產過程中實現監視和控制需要用到各種儀表、控制系統和執行機構，它們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、微安級的小信號，又有幾十伏，甚至數千伏、數百安培的大信號；既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構成系統后往往發現在儀表和設備之間信號傳輸互相干擾，造成系統不穩定甚至誤操作。出現這種情況除了每個儀表、設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因素就是由于儀表和設備之間的信號參考點之間存在電勢差，因而形成“接地環路"造成信號傳輸過程中失真。因此，要保證系統穩定和可靠的運行，“接地環路"問題是在系統信號處理過程中必須解決的問題。
解決“接地環路"的方法。
第一種方案：所有現場設備不接地，使所有過程環路只有一個接地點，不能形成回路，這種方法看似簡單，但在實際應用中往往很難實現，因為某些設備要求必須接地才能保證測量精度或確保安全，某些設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：使兩接地點的相同，但由于接地點的電阻受地質條件及氣候變化等眾多因素的影響，這種方案其實在實際中無法做到。
第三種方案：在各個過程環路中使用信號隔離方法，斷開過程環路，同時又不影響過程信號的正常傳輸，從而解決接地環路問題。
綜上所述第三種方案是最為簡單也最為容易實現的，成本也是比較低的。
抗干擾：
供電系統的抗干擾設計 對傳感器、儀器儀表正常工作危害最嚴重的是電網尖峰脈沖干擾，產生尖峰干擾的用電設備有：電焊機、大電機、可控機、繼電接觸器、帶鎮流器的充氣照明燈等。尖峰干擾可用硬件、軟件結合的辦法來抑制。
（1）用硬件線路抑制尖峰干擾的影響。常用辦法主要有三種：①在儀器交流電源輸入端串入按頻譜均衡的原理設計的干擾控制器，將尖峰電壓集中的能量分配到不同的頻段上，從而減弱其破壞性；②在儀器交流電源輸入端加超級隔離變壓器，利用鐵磁共振原理抑制尖峰脈沖；③在儀器交流電源的輸入端并聯壓敏電阻，利用尖峰脈沖到來時電阻值減小以降低儀器從電源分得的電壓，從而削弱干擾的影響。
（2）利用軟件方法抑制尖峰干擾。對于周期性干擾，可以采用編程進行時間濾波，也就是用程序控制可控硅導通瞬間不采樣，從而有效地消除干擾。
（3）采用硬、軟件結合的看門狗（watchdog）技術抑制尖峰脈沖的影響。軟件：在定時器定時到之前，CPU訪問一次定時器，讓定時器重新開始計時，正常程序運行，該定時器不會產生溢出脈沖，watchdog也就不會起作用。一旦尖峰干擾出現了“飛程序"，則CPU就不會在定時到之前訪問定時器，因而定時信號就會出現，從而引起系統復位中斷，保證智能儀器回到正常程序上來。
（4）實行電源分組供電，例如：將執行電機的驅動電源與控制電源分開，以防止設備間的干擾。
（5）采用噪聲濾波器也可以有效地抑制交流驅動器對其它設備的干擾。該措施對以上幾種干擾現象都可以有效地抑制。
（6）采用隔離變壓器?？紤]到高頻噪聲通過變壓器主要不是靠初、次級線圈的互感耦合，而是靠初、次級寄生電容耦合的，因此隔離變壓器的初、次級之間均用屏蔽層隔離，減少其分布電容，以提高抵抗共模干擾能力。
（7）采用高抗干擾性能的電源，如利用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源。這種電源抵抗隨機干擾非常有效，它能把高尖峰的擾動電壓脈沖轉換成低電壓峰值（電壓峰值小于TTL電平）的電壓，但干擾脈沖的能量不變，從而可以提高傳感器、儀器儀表的抗干擾能力。
*性：
在各個過程環路中使用信號隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶隔離的變送器（部分設備可以做到），也可以使用信號隔離器來實現。比較起來，用信號隔離器有以下優點：
● 絕大部分情況，采用信號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜。
● 信號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加*。
● 信號隔離器應用靈活，而且它還有型號轉換和 信號分配功能，使用起來更加方便。
● 信號隔離器通常有單通道、雙通道、一入二出等通道形式，通道間相互獨立，構成系統的配置、日常維護更加方便。
智能隔離器的說明：
GCD型智能隔離器是將輸入單路或雙路的電流或電壓信號，變送輸出隔離的單路或雙路線性的電流或電壓信號，并提高輸入、輸出、電源之間的電氣隔離性能。
供電方式：
隔離器常見的供電方式有獨立供電、回路供電和輸出回路供電。
獨立供電的隔離器：
需要配備獨立AC/DC 20~35VDC或者AC/DC85-265V的電源。這種方式的優點是隔離傳輸精度高；電源、輸入、輸出之間隔離，多路系統供電電源不需隔離，可保證高抗干擾性能，輸入信號可以變換為其它類型的型號。
回路供電的隔離器：
在實際工業監控系統中，DCS、PLC或其他顯示儀表具有卡件內部供電的使用越來越廣泛。回路供電型隔離器又往往不能滿足這些卡件對信號隔離傳輸精度要求高和二線制變送器配電電壓要求高的條件。因此，輸出回路供電型的隔離器既保留了獨立供電型隔離器的*性能，又滿足輸出回路供電接口的要求。
精度
隔離器的精度是非常重要的參數，精度的高低直接關系到隔離器能否正常使用。隔離器的精度體現了隔離器的設計、制造水平。用戶在選用時應該選用精度高的產品。
輸出紋波
對隔離器精度產生影響的參數還有輸出紋波。輸出紋波的產生是由于隔離器使用DC/DC電路對隔離器的工作電源進行隔離給隔離器內部電路供電，輸入信號也要先使用DC/DC電路調制成交流信號然后經過隔離部分電路進行信號隔離，隔離后的信號經解調后再轉換成直流信號輸出。以CPU為核心的隔離器也存在脈沖信號。隔離器內部存在的這種高頻的交流分量，就是產生輸出紋波的原因。這些高頻的交流分量它們的頻率一般都有幾百KHZ、諧波較多，對信號的污染很難清除。如果輸出紋波較高，控制系統模擬量輸入模板采集到信號的誤差就大，對于高速輸入的模擬量輸入模板更是如此。所以選擇隔離器時應要求輸出紋波的峰-峰值越小越好。江蘇科業達的各種系列隔離器均采用高效的濾波電路，較好的抑制了輸出紋波。用戶在選用時應該選用紋波小的產品
溫度漂移
溫度漂移是由于隔離器工作時產生熱量，導致隔離器內所使用的電子元件性能指標下降造成隔離器的輸出值發生變化。選擇隔離器時應要求溫度漂移的值越小越好。為了防止溫度漂移，江蘇科業達隔離器產品進行了低功耗、微功耗設計，使得隔離器工作時本身的發熱量很小甚至于不發熱，這樣就能防止因產品工作時發熱引起所使用元器件的性能指標下降，防止造成溫度漂移。用戶在選用時應該選用溫度漂移小的產品。
響應時間
響應時間是指產品的輸入量發生變化到產品的輸出量正確的將變化量反映的輸出上的時間。響應時間越短，就能夠越真實的正確反映出輸入量的變化，有效的監視和控制生產過程。在選擇隔離器時響應時間要求越短越好。用戶在選用時應該選用響應時間小的產品。