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信号隔离器的研究意义

在工业生产过程中,会用到各种智能化程度比较高的测量仪表以及复杂度比较高的控制系统或者执行机构。他们在构成系统连接以后,由于他们之间的信号传输大小不一、设备自身的性能以及设备信号参考点的电势差等原因,很可能就会引起共地干扰问题的产生,带来系统的不稳定性或者使用者的误操作。此外,复杂多变的工业环境,如:工作中的电机设备产生的电磁干扰,噪声干扰等都会影响测试结果的精度。另外,有些信号需要远距离传输,传输过程中会引入很强的干扰,而输出电路常需要放大,这就使得输出信号的准确度下降,严重的情况下干扰信号可能覆盖原信号,系统的正常工作就受到严重影响。所以为了保证整个检测系统的准确性,使系统能够安全、平稳运行,信号和仪表或系统之间采取一定的防范措施是非常有必要的,最常采用的变是电隔离。

       

           自动化仪表应用系统的组建过程中,信号隔离起着十分关键的作用。由于现在以微处理器或者计算机作为控制核心的电子系统越来越广泛,但是整个电子系统的各个部分有着很大差别的电气特性,在发送数字信号或者模拟信号的时候容易在发送端和接收端产生电流连接,这种环路电流有可能会损坏信号,而使用信号隔离器便可以防止这种情况。在另一种情况下,基准电平若有电连接便可形成电流回路,此回路对于工作人员的安全操作存在风险。信号隔离器的使用不仅能够去除系统与外界的共模电压,而且外界的电磁干扰也不容易引进。由此可以看出,信号隔离技术的应用对于保证系统的可靠性、稳定性有着重要的作用。


        信号隔离器实际上是一种放大电路,旨在将电路的输入部分和输出部分隔开,使其之间不存在电气连接。两部分的直接联系被切断,输出信号中不会有干扰混入,这就保证了有用信号能够畅通无阻。通过电气隔离能消除环境噪声对于测量电路造成的影响,能够抑制变频器、电磁阀、公共接地及不明脉冲对设备的干扰,同时能够对下级设备进行限压和限流,当电路中串入大脉冲电压时,信号隔离器能迅速切断电气回路,避免高压使设备损毁。号隔离器能够有效地防护输入输出及通信接口,常被应用于仪器仪表、变送器、电磁阀、变频器和 PLC/DCS 等。


    信号隔离器首先利用半导体器件将变送器的信号进行调制变换,接着进行隔离变换,此步需要利用隔离元件,最后通过解调变换使信号恢复到隔离前的状态。另外,信号隔离器不仅要能把输入部分与输出部分进行隔离,还需要使电源与输入,电源与输出电路之间采用相应的技术将其分别隔离开来。经过信号隔离器处理的信号,具有较高的线性度和稳定性。