信号隔离器的应用

　　模拟信号失真的原因

　　1.接地环路问题:如下图所示，当过程环路中有两个或两个以上的接地电阻不相等时，会产生接地环路，过程信号失真。接地环路应使信号完整而不失真地传输，理想化的情况是所有设备.仪器中的信号都有一个共同的参考点，即有一个共同的地。只有这样，所有设备和仪器的信号参考点之间的电位差才能为零。显然，不同设备的接地电阻很难保证相等，接地电阻会随着传输距离的增加而增加，有时甚至会产生高达200伏的电位差。

　　2.测量电路之间的连接问题:如下图所示，在这些电路中，参考点会因为连接多个信号电路而升高。在这种相互连接的测量电路中，由于线间电阻的增加，参考电压必然会增加。

　　3.电磁干扰问题:这是一种常见的干扰，尤其是在长距离或干扰较大的工业环境中，很难避免测量电路中的感性和容性干扰。解决这些问题的方案主要有三种:*方案是现场仪表不接地，使得过程中只有一个接地点，但在实际应用中往往很难实现，因为有些设备必须接地才能保证测量精度或人身安全，有些设备可能会因长期腐蚀磨损或气候影响而形成新的接地点。

　　第二种方案是使两个接地点的电势相同，但由于接地点的电阻受到地质条件、气候变化等诸多因素的影响，通常很难实现。第三种方案是在过程中使用信号隔离器。信号隔离器采用隔离技术，切断过程中的直接电路(DC通路)，但不影响过程中信号的正常传输，从而彻底解决了上述问题。当然，我们也可以使用DCS的隔离卡键或具有隔离能力的变送器来实现信号隔离，但是它们很贵，而且它们的隔离强度.抗无限射频/电磁干扰(RFI/EMI)指标和应用灵活性都比信号隔离器差，更不可能像信号隔离器那样解决信号转换和信号分配等问题。目前，信号隔离器的原理主要分为：变压器隔离、光电隔离和变压器与光电联合隔离。

　　到目前为止，信号隔离器已经有40多年的历史了，早期的信号隔离器(如美国MOORE、日本M-SYSTEM等)都采用了变压器隔离方式，其特点是：性能稳定，使用寿命长(例如：日本M-SYSTEM公司M2系列隔离变换器标称使用寿命长达70年!负载能力强，隔离强度高，但电路复杂，生产工艺要求高。近年来，随着电子技术的发展，光耦合器(opticalcoupler)生产的光电隔离器逐渐出现。其特点是性能稳定，抗干扰能力强，线路简单，成本低，但与变压器隔离方式相比，使用寿命略短。在一些现场干扰大、工艺要求高的场合，出现了变压器和光电联合信号隔离器，其隔离能力更强。

　　信号隔离器的原理隔离器实现了输入输出对电源对地的四端三重隔离电路设计，因此不需要系统接地电路，给设计和现场施工带来了极大的便利。正是因为这种信号线不需要共同设计，检测和控制电路信号的稳定性和抗干扰能力大大增强，从而提高了整个系统的可靠性。此外，该隔离器产品除了具有较强的滤波能力外，还具有较强的信号处理能力，可接受和处理各种信号，如热电偶、热电阻、频率等。