信号隔离器的工作原理与选用

信号隔离器原理

目前，信号隔离器从隔离方式上主要分为：变压器隔离方式，光电隔离方式和变压器与光电联合隔离方式等几种。

信号隔离器至今已有40多年的历史，早期的信号隔离器（如美国MOORE，日本M-SYSTEM等）都是采用变压器隔离方式，它的特点是：性能稳定，寿命长（比如：宿州市泰华仪表公司的THS系列隔离变换器标称的使用寿命长达20年！），带负载能力强，隔离强度高，但电路复杂，制作工艺要求更高。

随着电子技术的发展，近些年来逐渐出现了利用光耦合器（opticalcoupler）生产的光电式隔离器，它的特点是：性能稳定，抗干扰能力强，而且线路简单，成本低廉，但相对于变压器隔离方式寿命略短。

在一些现场干扰较大，工艺要求较高场合出现了变压器与光电联合方式的信号隔离器，它的隔离能力、抗***射频和电磁干扰能力更强。比如宿州市泰华仪表有限公司THS系列与TD4017的模拟量采集模块就应用了变压器和光电联合隔离方式。

信号隔离器的原理

隔离器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。

信号隔离器分配器

●THS-IP211直流信号隔离器(一入两出)

 ●TEC-AI2B1交流信号隔离器(一入两出)

 ●THS-IP211 配电隔离器(一入两出)

 ●THS-TR2P11热电阻信号隔离器(一入两出)

 ●THS-TC2K1热电偶信号隔离器(一入两出)

 ●THS-IP211通用型隔离分配、配电分配器(一入两出)

多通道信号隔离分配器

●THP-I501无源双通道信号隔离器(两入两出)

 ●THP-IP510无源双通道隔离配电器(两入两出)

 ●THP-I901无源四通道信号隔离器(四入四出)

 ●THS-I511有源双通道信号隔离器(两入两出)

 ●THS-IP511有源双通道隔离配电器(两入两出)

 ●TSP-TR5P11热电阻信号隔离器(两入两出)

 ●THP-I311隔离分配器(一入三出)

 ●THP-I411隔离分配器(一入四出)

 ●THP-IP411配电隔离分配器(一入三出、一入四出)

 ●THP-IP511隔离分配器(两进四出)

(3)电量变送器

交流电流变送器/交流电压变送器/频率变送器/功率变送器

●TEB-AI1B1单相交流电流变送器(BS4I)

●TEB-AU1C1 单相交流电压变送器

●THT-F频率变送器

●TED-3I三相交流电流变送器

●TED-3U三相交流电压变送器

●TED-3PF功率因数变送器

●TED-3W有功功率变送器

●TED-3Q无功功率变送器

信号隔离器的原理是将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制转化，然后通过光感或是磁感器件实现隔离转换，然后再实行解调转换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源实行隔离处理，转换后的信号、电源、地之间独立。同时对叠加在测量值上的干扰信号进行滤波，以及根据控制系统输入、输出要求对信号进行匹配，因此，隔离、放大、滤波和匹配是信号隔离器所起的作用。

一些DCS模块自带光电隔离功能，在一些系统中完全可以满足正常工作需求；但系统不可能始终处于正常工作状态，一旦发生事故造成器件损坏，更换隔离器比更换DCS模块更加省时省经费。因此仪控君建议还是需要根据实际情况确定是否安装隔离器。

有源信号隔离器  

有源信号隔离器由独立的电源供电，以确保隔离器出色工作，模块在输入侧需要有源信号，在输出测它们则提供经过过滤和放大的信号，根据应用情况输入/输出与电源之间相互隔离。

有源信号隔离器包括三端隔离、输入端隔离与输出端隔离。

三端隔离

三端隔离只需要一个电源，这个电源与测量电路隔离，采用这种技术隔离的模块，它们所有连接在输入端、输出端或者电源上的组件皆不会互相干扰，三端之间也相应地互相电隔离。

输入端隔离采用这种隔离技术的模块应该保护输出侧连接的电子设备(例如控制器的输入卡)不受现场的各种干扰。所以，输入端和等电位的输出端和电源部分是电隔离的。

输出端隔离采用这种隔离技术的模块应该保护输入侧连接的电子设备(例如控制器的输出卡)不受现场的各种干扰。所以，输出端和等电位的输入端和电源部分是电隔离的。