模擬信號(hào)光藕隔離放大器

1.    概述

模擬信號(hào)隔離器可以對(duì)電流、電壓等電量參數(shù)或溫度、電阻等非電量參數(shù)進(jìn)行高速測量，經(jīng)隔離轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的模擬信號(hào)輸出。既可直接與指針表、數(shù)顯表相接，也可以與自控儀表（如PLC）、各種A/D轉(zhuǎn)換器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配接，廣泛應(yīng)用于電力、鐵路、石化、冶金、化工、食品、倉儲(chǔ)等行業(yè)的自動(dòng)化系統(tǒng)中，是一種具有高性價(jià)比的產(chǎn)品

2.    工作原理

首先將變送器或儀表的信號(hào)，通過半導(dǎo)體器件調(diào)制變換，然后通過光感或磁感器件進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)換，然后再進(jìn)行解調(diào)變換回隔離前原信號(hào)，同時(shí)對(duì)隔離后信號(hào)的供電電源進(jìn)行隔離處理。保證變換后的信號(hào)、電源、地之間獨(dú)立

3.    產(chǎn)品特點(diǎn)說明

直流電流 / 電壓信號(hào)的隔離、轉(zhuǎn)換及放大

工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)隔離及長線傳輸

模擬信號(hào)地線干擾抑制及數(shù)據(jù)隔離、采集

4-20mA(0-20mA)/0-5V等信號(hào)的隔離及變換

儀器儀表與傳感器信號(hào)收發(fā)

非電量信號(hào)變送

信號(hào)遠(yuǎn)程無失真?zhèn)鬏?span lang="EN-US">

電力監(jiān)控、醫(yī)療設(shè)備隔離安全柵

傳感器4-20mA等模擬信號(hào)一進(jìn)二出、

二進(jìn)二出隔離信號(hào)的功能實(shí)現(xiàn)

電源、信號(hào)：輸入/輸出 3000VDC 三隔離

輔助電源：5VDC，12VDC，15VDC，24VDC等單電源供電

0-75mV/0-2.5V/0-5V/0-10V/0-±100mV/0-±5V/0-±10V等電壓信號(hào)       

0-10mA/0-20mA /0-±10mA/0-±20mA/4-20mA

等電流信號(hào)之間的相互隔離、放大及轉(zhuǎn)換

工業(yè)級(jí)溫度范圍: -45~+85 ℃    

4.隔離放大器-選型及定義

IBF -U(A)□ -P□- O□

圍輸入電壓或電流信號(hào)值

U1：0-5V         A1：0—1mA                          

   U2：0-10V        A2: 0—10mA                         

   U3：0-75mV       A3: 0—20mA

  U4：0-2.5V       A4: 4—20mA                        

   U5：0-±5V       A5：0—±1mA                         

   U6：0-±10V      A6: 0—±10mA                          

   U7：0-±100mV    A7: 0—±20mA

   U8：用戶自定義   A8: 用戶自定義                      

輔助電源                                      

   P1:DC24V   P2:DC12V    P3:DC5V    P4:DC15V  P5:用戶自定義

輸出信號(hào)

O1: 4-20mA         O2: 0-20mA      O4: 0-5V    O5:  0-10V  O6: 1-5V   O7: 0-±5V     O8: 0-±10V         O9: -20-+20mA   O10: 用戶自定義

5.隔離放大器-產(chǎn)品列舉：

例1： 信號(hào)輸入：0-5V；信號(hào)輸出：0-5V；輔助電源：24V

型號(hào)：IBF U1-P1-O4

例2： 信號(hào)輸入：0-10V；信號(hào)輸出:0-20mA；輔助電源：24V

型號(hào)：IBF U2-P1-O2

例3：信號(hào)輸入：4-20mA 信號(hào)輸出：0-10V；輔助電源：5V

型號(hào)：IBF A4-P3-O5

例3：信號(hào)輸入：4-20mA 信號(hào)輸出：1-5V；輔助電源：12V

型號(hào)：IBF A4-P2-O6

6.產(chǎn)品功能

一：保護(hù)下級(jí)的控制回路。 

二：消弱環(huán)境噪聲對(duì)測試電路的影響。 

三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對(duì)設(shè)備的干擾；同時(shí)對(duì)下級(jí)設(shè)備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實(shí)防護(hù)。  標(biāo)準(zhǔn)系列導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，易于安裝，可有效的隔離：輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動(dòng)干擾

7. 信號(hào)隔離器的主要類型

1）隔離器：  工業(yè)生產(chǎn)中為增加儀表負(fù)載能力并保證連接同一信號(hào)的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，安全的送給二次儀表或plc\dcs使用。 

2）配電器：  工業(yè)現(xiàn)場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等儀表提供24V配電電源，同時(shí)又要對(duì)輸入的電流信號(hào)進(jìn)行采集、放大、運(yùn)算、和進(jìn)行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號(hào)，供后面的二次儀表或其它儀表使用。

 3）安全柵：  一些特殊的工業(yè)現(xiàn)場（如燃?xì)夤竞突S）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號(hào)隔離功能，同時(shí)還需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、信號(hào)及地之間的點(diǎn)火，限流、降壓雙重限制信號(hào)及電源回路，把進(jìn)入危險(xiǎn)場所的能量限制在安全定額范圍內(nèi)。

8. 采用信號(hào)隔離器的優(yōu)點(diǎn)

在各個(gè)過程環(huán)路中使用信號(hào)隔離器辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場帶的隔離的變送器（部分設(shè)備可以做到），也可以用信號(hào)隔離器來實(shí)現(xiàn)。比較起來，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優(yōu)越 ·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)分配及接接接接口轉(zhuǎn)換等功能，使用起來更加方便 ·信號(hào)隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨(dú)立、構(gòu)成系統(tǒng)的配置、日常維護(hù)更加方便。 

適用于工業(yè)現(xiàn)場的直流電壓、電流檢測、并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)直流信號(hào)傳送給PLC、顯示儀表等設(shè)備，主要解決工業(yè)控制系統(tǒng)的信號(hào)轉(zhuǎn)換、傳輸過程中的干擾問題，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的直流電壓、電流的監(jiān)測、控制、保護(hù)等功能

9. 解決各種信號(hào)抗干擾的幾種方法

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)，電磁兼容問題都不會(huì)存在。因此要從這三要素入手。找出方便的解決方法，一般干擾源和敏感源是沒辦法解決的，通常是從耦合路徑想辦法，也是常用的方法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理環(huán)流常見也為麻煩，現(xiàn)在以此為探討話題。    （1）種方法；所有現(xiàn)場設(shè)備不接接接接地，使所有過程環(huán)路只有一個(gè)接接接接地點(diǎn)，不能形成回路，這種方法看似簡單，但實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接接接接地才能保證測量或人身安全，某些設(shè)備可能因?yàn)殚L期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接接接接地點(diǎn)。    （2）第二種方法：使兩接接接接地點(diǎn)的電勢相同，但由于接接接接地的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化眾多因素的影響，這種方法在其實(shí)在實(shí)際中也無法完做到。    （3）第三種方法：在各個(gè)過程環(huán)節(jié)中使用信號(hào)隔離器，斷開過程環(huán)路，同時(shí)又不影響過程信號(hào)的正常傳輸，從而徹底解決地環(huán)路的問題。

10. 信號(hào)隔離器應(yīng)用場合及使用原理

1隔離器的作用   

（1）地環(huán)流干擾    在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(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接接接地,例如為了安全，機(jī)殼需要接接接接大地；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，屏蔽罩也需要接接接接地，但是由于儀表和設(shè)備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢差（也就是各設(shè)備的共地點(diǎn)不同）因而形成“地環(huán)流”、“接接接接地環(huán)流”問題是在系統(tǒng)處理信號(hào)過程中必須解決的問題。   

（2）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。太陽噪音則隨著太陽活動(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。    （3）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)越來越嚴(yán)重.