标题信号隔离器在工业现场中的应用

实现了输入对输出对电源对地的四端三重隔离电路设计，因此无需系统接地线路，给设计及现场施工带来极大方便。也正是由于这种信号线路无需共地的设计，使得检测和控制回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。另外，这种隔离器产品除具备极强的滤波能力外，还有更强的信号处理能力，能够接受并处理热电偶、热电阻、频率等各种信号。
3隔离器主要技术指标：
1. 隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是衡量信号隔离器的主要参数之一。单位：伏特@1分钟。它指的是输入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压能力。
一般的，这种耐压测试是通过一次性样品的耐压检验来确定的。在该测试过程中，将持
续若干分钟地分别在输入与输出、输入与电源、输出与电源之间加载 50Hz的工频电压，
以便得出器件同另一个电势面之间不会发生击穿的电压数值。
目前，市场上的信号隔离器的隔离强度分为2500V@1分钟，2000V@1分钟，1500V@1分钟，1000V@1分钟，500V@1分钟等几个级别。比如：美国NP隔离强度为 2500V@1分钟；其他国外品牌能做到 1500V@1分钟；而目前国内的几个品牌也能做到 1000V@1分钟，甚至 500V@1分钟的隔离强度。
2. 精度：这是衡量一个信号隔离变送器质量的标尺。业内一般能做到量程的±0.2%。
3. 温度系数：表示隔离器等仪表在环境温度发生变化时，精度的变化情况。 大多情况下
用百分数表示（也有人用单位 250ppm/K），如：美国NP的温度系数为±0.015%/℃（相
当于 150ppm/K）。
4. 响应时间：表征信号隔离器的反应速度。
5. 绝缘电阻：内部电源与外壳之间隔离直流作用的数值化表征。
6. 负载电阻：反映了信号隔离器的带载能力。
4. 隔离输入/输出信号
这是信号隔离器最主要的功能。信号隔离器一方面能解决接地环路和设备互联时产生的
地线参考点不同的问题，两一方面能有效地去除线路在传输过程中可能受到的无限射频和电
磁干扰问题。
5. 信号隔离分配
在实际应用中，我们经常遇到将一个变送器信号接入两个或两个以上接收装置的情况，
若采用串联环路，则环路中任一处开路都会造成整个环路上的仪表无信号，同时负载电阻之
和很容易超过变送器的负载能力，所以一般不采用这种方式。通常采用的方式是：在环路中
串接一个电阻，在将负载并联在电阻上以取得电压信号，如串接一个 250Ω电阻将 4-20mA
电流信号转换成 1-5V电压信号。
这种方式虽然能避开开路及负载能力等问题，但却存在以下不足：
① 由于电阻本身难以达到高精度，加之存在接线端电阻以及电阻发热引起阻抗升高等
因素，所以电压信号较难保证高精度；
② 通过串联电阻取电压信号方法是以假定接收设备的输入阻抗无穷大为理想前提的，
所以接收设备的输入阻抗必然对信号的测量产生误差，而且，并联设备数目越多，误差越大；
③ 导线越长，电阻的电压降越大，对实际电压信号的影响也越大，因此信号传输距离
不能太长；
④ 由于RFI/EMI（无线射频/电磁干扰）的信号容易与电压信号叠加，所以该连接易受
无限射频/电磁干扰。
解决以上问题的理想方案就是使用信号（隔离）分配器！它精度高、隔离能力强，可以
解决以上各种问题。

6. 避免电源冲突
有时现场仪表在配套时，由于协调不利，产生了如下情况：接收设备（如某些 DCS输入
卡键）的信号接入端带有 24V电源（即我们常说的两线制接口），而现场为 4线制变送器，
输出信号为有源信号，因此，来自于现场的 4线制变送器输出信号与来自于接收装置的两线制电源信号就会发生冲突。 解决的方法是：接入输出环路供电型隔离器，它通过信号输出线由接收设备供电，并将现场 4线制变送器的有源信号经隔离后输出给接收设备，这样不仅避免了电源冲突，而且还对信号实行了隔离。（如：美国NP的 NPDC-L系列）

7. 提供电源并隔离
4线制外部供电型信号隔离器（如：美国NP的 NPDY-C系列），具有向 2线制变送器供电的功能，由此可以免去为变送器再配置电源的麻烦。并且也提供了信号隔离功能。
8. 信号转换并隔离
上述介绍的所有隔离器都带有信号转换功能，可接受如直流标准（或非标准）信号、热
电偶信号、热电阻信号、电位计信号，甚至交流信号等，并可以输出用户需要的各种信号。
9. 智能型信号隔离器
随着技术的不断进步，市场上出现了许多智能型信号隔离器，它除具有常规信号隔离器
的优异性能外，特加入了 CPU控制单元，具有现场可编程功能（即万能输入型）及通信功能。
美国NP的全系列产品都是智能型的。这种高智能的信号隔离器有很高的
应用灵活性，可以有效地减少库存数量，降低资金积压。这种智能型的信号隔离器必将成为
这一领域的主流。
下面是某电厂DCS标书中的部分内容：（技术说明中添加如下红字所示内容）

模拟量输入模板（AI）4～20mA信号采用 16点模板 140 ACI 040 00。执行机构、电动
头反馈信号以及电动机电流信号等 4～20mA模拟量输入信号采用进口隔离器进行隔离，减
小电气干扰； 模拟量输出模板（AO）采用 4点模板 140 ACO 020 00，并采用进口隔离器进行隔离，减小电气干扰；卖方应提供 300个美国NP公司的 C系列信号隔离器；

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