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  • 本文主要讲了一下关于信号隔离器的作用和使用注意事项,下面一起来学习一下
  • 信号隔离电路

    千次阅读 2013-12-08 19:50:25
    信号隔离电路 1.信号隔离的目的在于从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使测控装置与现场仅保持信号联系,而不直接发生电的联系。隔离的实质是把引进的干扰通道切断,从而达到隔离现场干扰的目的。测控...

    信号隔离电路

     

    1.信号隔离的目的在于从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来,使测控装置与现场仅保持信号联系,而不直接发生电的联系。隔离的实质是把引进的干扰通道切断,从而达到隔离现场干扰的目的。测控装置与现场信号之间、弱电和强电之间,常用的隔离方式有光电隔离、继电器隔离、变压器隔离、隔离放大器等。另外,在布线上也应该注意隔离。


    2.光电耦合器件将发光元件和受光元件组合在一起,通过电--电这种转换,利用这一环节完成隔离功能,使输入和输出在电气上是完全隔离的。根据受光元件的不同可分为晶体管输出型和晶闸管输出型两类。

      光电耦合器具有三个特点:信号传递采取电--电的形式,能够避免输出端对输入端可能产生的反馈和干扰,抑制噪声干扰能力强;具有耐用、可靠性高和速度快等优点。

      这部分内容是本章的重点和难点所在,要求掌握常用隔离器件的电路工作原理,例如:

      (1)对于图1所示的4N25光电耦合器的接口电路图,要求掌握其输入端ui与输出端uo之间的关系,即当输入端ui分别为高、低电平时,输出端的电平如何。再有就是电阻file:///C:/DOCUME%7E1/ADMINI%7E1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif的作用是什么,如何选择。


    file:///C:/DOCUME%7E1/ADMINI%7E1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif
      (2)图2所示的是用4N40控制220V电灯的电路图,要求掌握图中单片机8031的引脚P1.0的状态与电灯亮灭状态的关系,以及4N40输入端电阻file:///C:/DOCUME%7E1/ADMINI%7E1/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gif的作用和计算方法。


    3
    继电器隔离也是一种常用的输出方式,常用于驱动大型设备。在设计继电器电路时,要考虑(1)继电器的驱动线圈有一定的电感,在关断瞬间可能会产生较大的电压,因此在对继电器的驱动电路上常常反接一个保护二极管用于反向放电,(2)不同的继电器,允许的驱动电流也不一样,在电路设计时可适当加一限流电阻R,而在某些需较大驱动电流的场合,则可在光隔与继电器之间再接一级三极管以增加驱动电流,如图3所示。


    4.固态继电器(SOLIDESTATE RELAYS),简称SSR,利用电子元件(如开关三极管、双向可控硅等半导体器件)的开关特性,可实现无触点无火花地接通和断开电路。固态继电器按使用场合可以分为交流型(AC-SSR) 和直流型(DC-SSR)两类,它们分别在交流或直流电源上做负载的开关,不能混用。


    5.隔离放大器。为完成地线隔离,将放大器加上静电和电磁屏蔽浮置起来,这种放大器叫隔离放大器,或叫隔离器,其输入和输出电路与电源没有直接的电路耦合关系。常用的隔离放大器有Analog Devices公司的AD277JAD202AD204AD289AD290AD210AD281等。


    6.线性光电隔离放大器利用发光二极管的光反向送回输入端,正向送至输出端,从而提高了放大器的精度和线性度。放大器的输入端和输出端是用光隔离的,所以不存在电气连接。常见的线性光电隔离放大器有Burr-Brown公司的ISO10036503652

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  • 隔离作用原理

    2021-01-20 05:57:08
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  • 信号隔离器的功能及工作原理

    千次阅读 2013-12-28 22:25:04
    信号隔离器的功能及工作原理 信号隔离器的工作原理及功能是什么? 工作原理: 首先将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号,同时对...
    信号隔离器的功能及工作原理

    信号隔离器的工作原理及功能是什么?
    工作原理:
    首先将变送器或仪表的信号,通过半导体器件调制变换,然后通过光感或磁感器件进行隔离转换,然后再进行解调变换回隔离前原信号,同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立。
    功能:
    一:保护下级的控制回路。
    二:消弱环境噪声对测试电路的影响。
    三:抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰;同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。 DIN系列导轨结构,易于安装,可有效的隔离:输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。
    信号隔离器的主要类型有哪些?
    隔离器:
    工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰,提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,安全的送给二次仪表或plc\dcs使用。
    配电器:
    工业现场一般需要采用两线制传输方式,既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源,同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后,再输出隔离的电流和电压信号,供后面的二次仪表或其它仪表使用。
    安全栅:
    一些特殊的工业现场(如燃气公司和化工厂)不但需要两线制传输,既提供配电电源又有信号隔离功能,同时还需要具有安全火花防爆的性能,可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火,限流、降压双重限制信号及电源回路,把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。
    信号隔离器安装维护应注意哪些事项?
    由于生产厂家不同,对隔离器的生产工艺、接线定义也不都相同,但使用场合基本相同,所以对产品的防护要求及维护基本相同。
    1. 使用前应详细阅读说明书。
    2. 作为信号隔离使用时,应将输入端串入环路电路中,输出端接取样回路。
    3. 作为隔离配电使用时,应将输入端串入电源电路中,输出端接变送器。
    4. 若不正常工作应先检查接线是否正确,注意电源有无及极性反正。
    为什么有时PLC接收到的现场信号误差大且稳定性差?
    造成这种现象的原因很多,不同仪表信号参考点之间的电位差是重要因素。由于这个“电位差”造成仪表信号之间产生干扰电流,致使PLC误差大且稳定性差。所以不同设备、仪表的信号有一个共同的参考点是最佳状况。隔离器使输入/输出电气上完全隔离,在PLC模拟接口板形成共同的参考点,达到理想状况问题就解决了。
    设计隔离端子的原则是什么?
    需要为每台隔离器都配电源吗?设计要遵循两个原则。第一:外部设备与中央处理系统(例如PLC、DCS)之间要进行电气隔离。第二:外部设备信号(无论是向中央处理系统发送信号的外部设备到还是接收信号的外部设备)之间要实现相互电气隔离。例如要把PLC输出的一路信号传给两个外部设备就要求输入/输出保证隔离的同时二个输出之间也是隔离的。 如果隔离端子的外加工作电源与输入/输出两个部分都隔离,那么不管隔离器数量的多少,都可只用一台电源供电。
    对4-20mA通道进行隔离,而机柜里没有放置电源的空间了,怎么办?
    介绍一种无源信号隔离器,它能实现4-20mA信号隔离且无需外接电源。MHM-05A、MHM-05C就是此类产品。
    现在市场有那么多品牌的隔离器,价格参差不齐,该怎么选择呢?
    隔离器位于二个系统通道之间,所以选择隔离器首先要确定输入输出功能,同时要使隔离器输入输出模式(电压型、电流型、环路供电型等)适应前后端通道接口模式。此外尚有精度﹑功耗﹑噪音﹑绝缘强度﹑总线通讯功能等许多重要参数涉及产品性能,例如噪音与精度有关、功耗热量与可靠性有关,这些需要使用者慎选。总之,适用、可靠、产品性价比是选择隔离器的主要原则。
    DCS接收到的现场二线制压力变送器信号不稳定,怎么解决?
    二线制变送器在工业自动化领域中使用频度较高,与其他工业现场设备相同,二线制变送器也存在受干扰及抗干扰的问题。依据DCS模拟板接口模式(电流型或环路供电型)选用功能不同的隔离配电器,原则上要求它既能给变送器提供隔离电源、保证每个变送器有一个独立电源,又能将变送器信号隔离输送到DCS。
    PLC模拟板接口是二线回路供电方式的,而且需要对信号进行隔离,应该怎样选用产品呢?
    二线回路供电方式是一种常见模拟接口。与这个接口相适合的产品称为二线制回路隔离系列产品。这种隔离变送器内部的隔离器件均采用变压器方式,一方面传递了信号,另一方面也将供电端的电能传送到输入部份,使输入部分的各种电路能正常工作。该系列中有处理Pt100、Cu50、热偶等温度传感器的二线制温度隔离式变送器,也有处理电压、电流信号的日本M-system公司的B5VS、B5RS、B5TS以及德国weidmuller公司的产品。
    有几种常用二线制配电器?请举例。
    常用的二线制隔离配电器有两个系列品种可以选择。两个系列产品的共同点是均能通过外部供电电源经隔离后给两线制变送器提供一个独立的隔离电源;区别有二点,需要一个单独电源供电,这个电源与输入/输出都隔离。MHM-05系列无须单独电源供电,它只有输入/输出端,不需要电源供电。输出的4~20mA面对接口是电阻负载。选择无源隔离器产品的为现场变送器配电所配PLC、DCS模拟量输入端模式给现场安装会带来很大的方便.。

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  • 帕罗肯科技 PA-05无源热电阻信号隔离器使用说明书doc
  • 信号隔离器是将直流电压、电流信号按线性比例转换、防大、变送成互相电隔离的不同 直流电压或电流信号的仪器。产品属于三端隔离,输入信号、电源、输出信号隔离,隔离电压3000VDC。从而产品抗干扰强、传输距离远、...

    1.概述:
    信号隔离器是将直流电压、电流信号按线性比例转换、防大、变送成互相电隔离的不同
    直流电压或电流信号的仪器。产品属于三端隔离,输入信号、电源、输出信号隔离,隔离电压3000VDC。从而产品抗干扰强、传输距离远、转换精度高。
    信号隔离器主要应用于高共模电压环境下的信号变送,对被测对象和数据采集系统予以隔离,从而提高共模抑制比,同时保护电子仪器设备和人身安全。在测量设备、医疗电子设备、电力设备等方面被广泛应用。
    2.变换作用
      将一种模拟的信号转换成另一种模拟信号形式的信号。
      1、将各种物理量转换成标准的工业控制信号:比如温度信号转换成4-20mA信号,交流1V电压信号转换成0-10V信号、直流4-20ma电流信号转换成0-5V信号等
      2、标准信号转换:比如4-20mA转1-5V、0-10V转0-20MA、0-5V转0-15V、4-20ma转4-20ma等等
      3、特点:
    》精度等级:0.1级、0.2级。
    》标准信号输入/输出:0-10V、0-5V、0-2.5V、0-1V、0-75mV、4-20mA、0-20mA、0-10mA、0-±10V、0-±5V、0-±20mA等等。(根据客户要求可做其他参数)
    》辅助电源供电:24VDC、15VDC、12VDC、5VDC、9VDC。供电电压范围可在10%内、大于5V供电的时内部加有防反接保护功能。
    》SIP12脚符合UL94V-0标准阻燃封装
    》只需外接电位器既可调节零点和增益
    》工业级温度范围:-45~+85度
    》全量程范围内极高的线性度(非线性度<0.2%)
    》模块尺寸:32mm*14.2mm**8.9mm
    4.应用:
    》直流电流/电压模拟信号之间的隔离、转换、放大、变送
    》信号远程无失真远传
    》电力监控、医疗设备、自动化设备隔离安全栅
    》电量隔离干扰测控工业现场
    》抑制变频器、工业现场传感器与仪器仪表、PLC、DCS等制系统干扰问题
    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    应用:
    ⑴模拟信号数据隔离、采集和变换 ⑵隔离4-20mA或0-20mA信号传输
    ⑶工业现场信号隔离及变换 ⑷信号长线无失真传输
    ⑸仪器仪表信号收发 ⑹电力监控、医疗设备隔离
    ⑺变频器信号隔离采集 ⑻PLC/FA 电机信号隔离控制
    ⑼非电量信号变送
    表:
    DIN1x1 SAR - U(I)□ - P□ - U/I□
    输入信号 供电电源 输出信号
    代码 电压 代码 电流 代码 Power 代码 电流 代码 电压
    U1 0-5V I1 0-1mA P1 24VDC I3 0-20ma U1 0~5V
    U2 0-10V I2 0-10mA P2 12VDC I4 4-20ma U2 0-10V
    U3 0-75mV I3 0-20ma P3 5VDC I8 用户自定义 U6 1-5V
    U4 0-2.5V I4 4-20mA P4 15VDC U8 用户自定义
    U8 用户自定义 I8 用户自定义
    举例:
    例1:输入信号:0-10V 供电电源:24V 输出信号:4-20ma 型号:DIN1x1 SAR U2-P1-I4
    例2:输入信号:0-10V 供电电源:12V 输出信号:0-10V 型号:DIN1x1 SAR U2-P2-U2
    例3:输入信号:0-3V 供电电源:24V 输出信号:4-20ma 型号:DIN1x1 SAR U8-P1-I4(U8:0-3.3V)

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  • 导轨式信号隔离器是将直流(模拟)电流电压信号进行隔离/放大/转换按成比列输出的一种信号放大仪器,该仪器使用方便,主要用于机柜卡槽里。 隔离放大器模块线性精度高、体积小,远距离无失真传输,而且产品抗EMC电磁...

    1.定义:
    导轨式信号隔离器是将直流(模拟)电流电压信号进行隔离/放大/转换按成比列输出的一种信号放大仪器,该仪器使用方便,主要用于机柜卡槽里。
    隔离放大器模块线性精度高、体积小,远距离无失真传输,而且产品抗EMC电磁干扰强。跟导轨式隔离放大器一样,用于信号隔离放大,转换,变送的一种放大器。相对导轨式隔离放大器而言,隔离放大模块主要用于焊接在PCB板上,输出需要可调电位器来进行调节效正。而导轨式的隔离放大器只需外接引线就可以使用了。
    2.应用环境:
    广泛应用在电力、工业控制转换,仪器仪表、远程监控、医疗设备、工业自控等需要电量隔离测控的行业。
    3.隔离效果
    工业、设备、仪器信号为什么要隔离?由于工业现场的环境条件是很复杂的,各种干扰(EMC电磁干扰、天体放电干扰、电晕电火花放电干扰、电气设备频率干扰、感应干扰)通过不同的耦合方式(电容耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合)进入测量系统,使测量结果偏离标准值,使本来0-5V的电压输出直接变成0-4V输出,这样也就导致测量系统不稳定,严重时会使测量系统不能正常工作,因此要对工业信号进行干扰抑制,也就是采取隔离措施,隔离放大器就派上用场了。隔离放大器产品属于三隔离产品,隔离电压3000VDC,输入信号与辅助电源隔离,辅助电源与输出隔离,输入信号与输出信号隔离。
    4.保护作用:
    加设隔离放大器可以保护上位重要控制器件的安全,比如PLC、工控机、采集卡、仪表等,隔离器以“自毁”的方式保护其他器件的安全,不安全信号先把隔离器烧坏,隔离放大器烧坏后信号通路被切断,其他器件得以保护。
    在这里插入图片描述
    特性:
    ⑴精度等级:0.1级、0.2级、0.5级。产品出厂前已检验校正,用户可以直接使用
    ⑵辅助电源:5V/12V/15V/24VDC(范围±10%)
    ⑶国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等
    ⑷输出标准信号:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等,具有高负载能力
    ⑸全量程范围内极高的线性度(非线性度<0.2%)
    ⑹标准DIN35 导轨式安装
    ⑺具有较强的抗电磁干扰和高频信号干扰能力
    应用:
    ⑴模拟信号数据隔离、采集和变换 ⑵隔离4-20mA或0-20mA信号传输
    ⑶工业现场信号隔离及变换 ⑷信号长线无失真传输
    ⑸仪器仪表信号收发 ⑹电力监控、医疗设备隔离
    ⑺变频器信号隔离采集 ⑻PLC/FA 电机信号隔离控制
    ⑼非电量信号变送
    型表:
    DIN1x1 SAR - U(I)□ - P□ - U/I□
    输入信号 供电电源 输出信号
    代码 电压 代码 电流 代码 Power 代码 电流 代码 电压
    U1 0-5V I1 0-1mA P1 24VDC I3 0-20ma U1 0~5V
    U2 0-10V I2 0-10mA P2 12VDC I4 4-20ma U2 0-10V
    U3 0-75mV I3 0-20ma P3 5VDC I8 用户自定义 U6 1-5V
    U4 0-2.5V I4 4-20mA P4 15VDC U8 用户自定义
    U8 用户自定义 I8 用户自定义
    举例:
    例1:输入信号:0-10V 供电电源:24V 输出信号:4-20ma 型号:DIN1x1 SAR U2-P1-I4
    例2:输入信号:0-10V 供电电源:12V 输出信号:0-10V 型号:DIN1x1 SAR U2-P2-U2
    例3:输入信号:0-3V 供电电源:24V 输出信号:4-20ma 型号:DIN1x1 SAR U8-P1-I4(U8:0-3.3V)

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