信號(hào)隔離器的作用原理

信號(hào)隔離器的作用原理

1:系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的原因

　　（1）地環(huán)流干擾

 

　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種 自動(dòng)化 儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他們之間的信號(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，數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號(hào)；既有低頻直流信號(hào)，也有高頻脈沖信號(hào)等等，構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間傳輸相互干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作，出現(xiàn)這種情況除了每個(gè)儀器、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響，還有一個(gè)十分重要的原因就是各種儀器設(shè)備根據(jù)要求和目的都需要接地,例如為了安全，機(jī)殼需要接大地；為了使電路正常工作，系統(tǒng)需要有公共參考點(diǎn)；為了抑制干擾加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地，但是由于儀表和設(shè)備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢(shì)差（也就是各設(shè)備的共地點(diǎn)不同）因而形成“地環(huán)流”、“接地環(huán)流”問(wèn)題是在系統(tǒng)處理信號(hào)過(guò)程中必須解決的問(wèn)題。

 

　?。?）自然干擾

 

　　雷電是一種主要的自然干擾源，雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形是疊加在一串隨機(jī)脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產(chǎn)生的，在一天中不斷變化。太陽(yáng)噪音則隨著太陽(yáng)活動(dòng)情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會(huì)對(duì)通訊產(chǎn)生干擾，而雷電能量尖蜂脈沖可以對(duì)很多設(shè)備造成損壞，應(yīng)該加以避免或降低損壞程度，減少損失。

 

　?。?）人為干擾

 

　　電磁干擾產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變化，即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導(dǎo)體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面，人們可以利用這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定功能，例如，無(wú)限通信、雷達(dá)或其他功能，另一方面，電子設(shè)備在工作時(shí)，由于導(dǎo)體中的dv/dt或di/dt會(huì)產(chǎn)生伴隨電磁輻射。無(wú)論主觀上出于什么目的，客觀上對(duì)電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)經(jīng)常有一些大型的設(shè)備（電機(jī)、 變頻器 ）頻繁開(kāi)關(guān)，他們也會(huì)造成一些容性、感性的干擾，也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場(chǎng)合，肯定會(huì)有電磁干擾存在。數(shù)字脈沖電路就是一種典型的干擾源，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電磁污染情況會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重

2：解決各種干擾的方法

　　首先干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑，這三要素缺少一個(gè)，電磁兼容問(wèn)題都不會(huì)存。因此要從這三要素入手。找出zui方便的解決辦法，一般干擾源和敏感源是沒(méi)辦法解決的，通常是從耦合路徑想辦法，也是zui常用的辦法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理地環(huán)流zui為常見(jiàn)也zui為麻煩，現(xiàn)在以此為探討話題。

 

　?。?）*種方法：所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備不接地，使所有過(guò)程環(huán)路只有一個(gè)接地點(diǎn)，不能形成回路，這種方法看似簡(jiǎn)單。但實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接地才能保證測(cè)量精度或人身安全，某些設(shè)備可能因?yàn)殚L(zhǎng)期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。

 

　?。?）第二種方法：使兩接地點(diǎn)的電勢(shì)相同（如圖1所示，使V1=V2），但由于接地的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化等眾多因素的影響，這種方法其實(shí)在實(shí)際中也無(wú)法完做到。

 

　　（3）第三種方法：在各個(gè)過(guò)程環(huán)節(jié)中使用信號(hào)隔離器，斷開(kāi)過(guò)程環(huán)路，同時(shí) 又不影 響過(guò)程信號(hào)的正常傳輸，從而*解決地環(huán)路的問(wèn)題

3：采用信號(hào)隔離器的*性

　　在各個(gè)過(guò)程環(huán)路中使用信號(hào)隔離辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場(chǎng)帶隔離的變送器（部分設(shè)備可以做到），也可以用信號(hào)隔離器來(lái)實(shí)現(xiàn)。比較起來(lái)，用信號(hào)隔離器有以下優(yōu)點(diǎn)：

 

　　絕大部分情況，采用信號(hào)隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜

 

　　信號(hào)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(hào)隔離器應(yīng)用靈活，而且它還有信號(hào)轉(zhuǎn)換和信號(hào)分配及接口轉(zhuǎn)換等功能，使用起來(lái)更加方便

 

　　信號(hào)隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互*獨(dú)立，構(gòu)成系統(tǒng)的配置、日常維護(hù)更加方便