模擬輸入信號(hào)隔離器有多種類型,從輸入通道數(shù)量來看,它們分為單路和雙路,以及一路輸入和二路輸出信號(hào)分配功能。供電方式可分為電路供電和獨(dú)立供電。
電路供電類型
電路供電型信號(hào)隔離器通常被稱為無源信號(hào)隔離器,其輸入輸出均為二線,接線十分方便,它將DCS、PLC或數(shù)顯表的供電電源通過阻隔分配給二線制變送器,同時(shí),二線制變送器產(chǎn)生4-20mA的信號(hào)阻隔分配給DCS、PLC或數(shù)顯表。尤其適用于現(xiàn)場(chǎng)為二線制變送器,需要阻隔輸入DCS,PLC系統(tǒng)或數(shù)顯儀表,而輸入設(shè)備的輸入卡具有內(nèi)部供電功能,如圖1所示。
然而,無源信號(hào)隔離器存在缺陷:
1.無源信號(hào)隔離器相當(dāng)于負(fù)載,通過隔離器在隔離兩端之間有6V以下的壓降,因此二線制變送器的配電作業(yè)電壓下降,一般要求變送器的12V供電作業(yè)。
供電24V,RL=250Ω,當(dāng)20mA時(shí),供給二線制變送器的配電電壓UO=24V-0.02×RL-6≥13V,因此一般要求二線制變送器在12V電壓下正常工作。
無源信號(hào)隔離器離器的傳輸精度比獨(dú)立供電的隔離器稍差,為0.4%F.S.,選擇時(shí)要特別注意。
獨(dú)立供電。
這是最常用的二線變送器信號(hào)隔離器,需要獨(dú)立供電阻隔器。其特點(diǎn)是:
1.信號(hào)隔離器傳輸精度高,達(dá)到0.1%F.S。
2.信號(hào)隔離器接線方式活絡(luò),可連接二線制、三線制或電流源信號(hào),使用活絡(luò)方便。
3.電源、輸入和輸出之間沒有缺少阻隔,以確保高抗干擾功能。
一進(jìn)二出信號(hào)分配隔離器。
在應(yīng)用中,我們經(jīng)常會(huì)遇到將一個(gè)變送器信號(hào)連接到兩個(gè)或兩個(gè)以上的接收設(shè)備的情況。如果選擇串聯(lián)環(huán)路,環(huán)路中的任何開路都會(huì)構(gòu)成整個(gè)環(huán)路上的表面沒有信號(hào)。此外,只有當(dāng)負(fù)載電阻之和非常簡(jiǎn)單地超過變送器的負(fù)載調(diào)整時(shí),才能確保兩個(gè)負(fù)載信號(hào)之間的參考點(diǎn)不同。
所以一般不選擇這種方法,一般選擇的方法是:在環(huán)路上串聯(lián)一個(gè)電阻,然后將負(fù)載并聯(lián)到電阻上取出電壓信號(hào),例如串聯(lián)一個(gè)250Ω電阻,把4-20mA的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成1-5V的電壓信號(hào)。該方法當(dāng)然可以避免開路和負(fù)載調(diào)節(jié)等問題,但存在以下缺點(diǎn):
1.通過串聯(lián)電阻獲取電壓信號(hào)的方法是假設(shè)接收設(shè)備的輸入阻抗無限大,因此接收設(shè)備的輸入阻抗必然會(huì)導(dǎo)致信號(hào)測(cè)量錯(cuò)誤。此外,并聯(lián)設(shè)備數(shù)量越多,錯(cuò)誤越大。
2.電線越長(zhǎng),電阻的電壓降越大,對(duì)實(shí)際電壓信號(hào)的影響也越大。因此,信號(hào)傳輸距離不應(yīng)太長(zhǎng)。
由于RFI/EMI的信號(hào)簡(jiǎn)單地與電壓信號(hào)重疊,因此該連接容易受到無線射頻/電磁干擾。
最理想的解決的最理想方案是使用信號(hào)分配器(這種信號(hào)隔離器具有配電阻隔器和信號(hào)分配器的功能)。將一個(gè)輸入轉(zhuǎn)換為阻隔二路輸出,精度高,阻隔強(qiáng)。
1.通過信號(hào)隔離器輸出的兩個(gè)信號(hào)可以相同或不同,變送器和各接收設(shè)備之間沒有缺少阻隔。
2.任何接收設(shè)備的缺陷不會(huì)影響整個(gè)環(huán)和另一個(gè)接收設(shè)備。