標題信號隔離器在工業現場中的應用

實現了輸入對輸出對電源對地的四端三重隔離電路設計，因此無需系統接地線路，給設計及現場施工帶來極大方便。也正是由于這種信號線路無需共地的設計，使得檢測和控制回路信號的穩定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統的可靠性。另外，這種隔離器產品除具備極強的濾波能力外，還有更強的信號處理能力，能夠接受并處理熱電偶、熱電阻、頻率等各種信號。
3隔離器主要技術指標：
1. 隔離強度：也叫隔離能力、耐壓強度或測試耐壓，這是衡量信號隔離器的主要參數之一。單位：伏特@1分鐘。它指的是輸入與輸出，輸入與電源，輸出與電源之間的耐壓能力。
一般的，這種耐壓測試是通過一次性樣品的耐壓檢驗來確定的。在該測試過程中，將持
續若干分鐘地分別在輸入與輸出、輸入與電源、輸出與電源之間加載 50Hz的工頻電壓，
以便得出器件同另一個電勢面之間不會發生擊穿的電壓數值。
目前，市場上的信號隔離器的隔離強度分為2500V@1分鐘，2000V@1分鐘，1500V@1分鐘，1000V@1分鐘，500V@1分鐘等幾個級別。比如：美國NP隔離強度為 2500V@1分鐘；其他國外品牌能做到 1500V@1分鐘；而目前國內的幾個品牌也能做到 1000V@1分鐘，甚至 500V@1分鐘的隔離強度。
2. 精度：這是衡量一個信號隔離變送器質量的標尺。業內一般能做到量程的±0.2%。
3. 溫度系數：表示隔離器等儀表在環境溫度發生變化時，精度的變化情況。 大多情況下
用百分數表示（也有人用單位 250ppm/K），如：美國NP的溫度系數為±0.015%/℃（相
當于 150ppm/K）。
4. 響應時間：表征信號隔離器的反應速度。
5. 絕緣電阻：內部電源與外殼之間隔離直流作用的數值化表征。
6. 負載電阻：反映了信號隔離器的帶載能力。
4. 隔離輸入/輸出信號
這是信號隔離器最主要的功能。信號隔離器一方面能解決接地環路和設備互聯時產生的
地線參考點不同的問題，兩一方面能有效地去除線路在傳輸過程中可能受到的無限射頻和電
磁干擾問題。
5. 信號隔離分配
在實際應用中，我們經常遇到將一個變送器信號接入兩個或兩個以上接收裝置的情況，
若采用串聯環路，則環路中任一處開路都會造成整個環路上的儀表無信號，同時負載電阻之
和很容易超過變送器的負載能力，所以一般不采用這種方式。通常采用的方式是：在環路中
串接一個電阻，在將負載并聯在電阻上以取得電壓信號，如串接一個 250Ω電阻將 4-20mA
電流信號轉換成 1-5V電壓信號。
這種方式雖然能避開開路及負載能力等問題，但卻存在以下不足：
① 由于電阻本身難以達到高精度，加之存在接線端電阻以及電阻發熱引起阻抗升高等
因素，所以電壓信號較難保證高精度；
② 通過串聯電阻取電壓信號方法是以假定接收設備的輸入阻抗無窮大為理想前提的，
所以接收設備的輸入阻抗必然對信號的測量產生誤差，而且，并聯設備數目越多，誤差越大；
③ 導線越長，電阻的電壓降越大，對實際電壓信號的影響也越大，因此信號傳輸距離
不能太長；
④ 由于RFI/EMI（無線射頻/電磁干擾）的信號容易與電壓信號疊加，所以該連接易受
無限射頻/電磁干擾。
解決以上問題的理想方案就是使用信號（隔離）分配器！它精度高、隔離能力強，可以
解決以上各種問題。

6. 避免電源沖突
有時現場儀表在配套時，由于協調不利，產生了如下情況：接收設備（如某些 DCS輸入
卡鍵）的信號接入端帶有 24V電源（即我們常說的兩線制接口），而現場為 4線制變送器，
輸出信號為有源信號，因此，來自于現場的 4線制變送器輸出信號與來自于接收裝置的兩線制電源信號就會發生沖突。 解決的方法是：接入輸出環路供電型隔離器，它通過信號輸出線由接收設備供電，并將現場 4線制變送器的有源信號經隔離后輸出給接收設備，這樣不僅避免了電源沖突，而且還對信號實行了隔離。（如：美國NP的 NPDC-L系列）

7. 提供電源并隔離
4線制外部供電型信號隔離器（如：美國NP的 NPDY-C系列），具有向 2線制變送器供電的功能，由此可以免去為變送器再配置電源的麻煩。并且也提供了信號隔離功能。
8. 信號轉換并隔離
上述介紹的所有隔離器都帶有信號轉換功能，可接受如直流標準（或非標準）信號、熱
電偶信號、熱電阻信號、電位計信號，甚至交流信號等，并可以輸出用戶需要的各種信號。
9. 智能型信號隔離器
隨著技術的不斷進步，市場上出現了許多智能型信號隔離器，它除具有常規信號隔離器
的優異性能外，特加入了 CPU控制單元，具有現場可編程功能（即萬能輸入型）及通信功能。
美國NP的全系列產品都是智能型的。這種高智能的信號隔離器有很高的
應用靈活性，可以有效地減少庫存數量，降低資金積壓。這種智能型的信號隔離器必將成為
這一領域的主流。
下面是某電廠DCS標書中的部分內容：（技術說明中添加如下紅字所示內容）

模擬量輸入模板（AI）4～20mA信號采用 16點模板 140 ACI 040 00。執行機構、電動
頭反饋信號以及電動機電流信號等 4～20mA模擬量輸入信號采用進口隔離器進行隔離，減
小電氣干擾； 模擬量輸出模板（AO）采用 4點模板 140 ACO 020 00，并采用進口隔離器進行隔離，減小電氣干擾；賣方應提供 300個美國NP公司的 C系列信號隔離器；

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