引言

在這篇文章中，我們將深入探討信號隔離器的概念、工作原理、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)以及其在各種應(yīng)用中的角色。信號隔離器是一種特別重要的電子設(shè)備，它在現(xiàn)代工業(yè)和電子系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用。

一、信號隔離的重要性

信號隔離在工業(yè)和電子系統(tǒng)中扮演著關(guān)鍵的角色，它主要用于消除操作過程中的各種干擾。無論是傳感器、變送器的信號傳輸，還是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、PLC 和 DCS 系統(tǒng)的信號傳輸，信號隔離都起到了至關(guān)重要的作用。通過在電路的兩個(gè)部分之間提供電氣隔離，信號隔離器有效地避免了信號干擾。如下圖無線通訊裝置中安裝的信號隔離器，通過采用信號隔離器，大大降低了現(xiàn)場的電磁干擾情況，這對于保證電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和防止誤動(dòng)作非常重要。

二、信號隔離器的種類

（1）電阻輸入隔離器

電阻輸入隔離器主要用于溫度、壓力和應(yīng)變等測量。這些測量值通常被轉(zhuǎn)換為電阻值，然后傳輸?shù)?a target="_blank">控制系統(tǒng)。在此過程中，電阻輸入信號隔離器在保持信號精度和降低噪聲方面發(fā)揮著重要作用。它們?yōu)楦鞣N測量設(shè)備提供了一個(gè)穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)傳輸平臺(tái)。

（2）電流隔離器

電流隔離器在輸入和輸出電流信號之間提供電氣隔離。它們在輸出側(cè)保持與輸入電流成正比的特定電流水平，同時(shí)隔離兩側(cè)以防止任何不必要的相互作用。這對于保證電流信號的準(zhǔn)確傳輸和防止電流泄漏等問題非常重要。

（3）毫伏隔離器

毫伏隔離器通常用于各種應(yīng)用，在這些應(yīng)用中，精確測量和信號完整性至關(guān)重要。這些隔離器可以處理毫伏范圍內(nèi)的低電平電壓信號，并保持輸入和輸出電路之間的分離，防止接地環(huán)路和干擾。這對于精密儀器的數(shù)據(jù)采集和處理具有極高的價(jià)值。

三、信號隔離器的類型

（1）有源隔離器

有源隔離器是一種電子設(shè)備，它使用放大器、運(yùn)算放大器或其他有源電路等有源元件在兩個(gè)電路之間提供隔離。它包括一個(gè)用于操作的電源。有源隔離器可以主動(dòng)操縱輸入和輸出之間的信號，從而允許根據(jù)需要進(jìn)行信號調(diào)理、放大或反轉(zhuǎn)。這使得有源隔離器在各種復(fù)雜的電子系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用。

（2）無源隔離器

無源隔離器不需要外部電源或電源即可工作。它完全依靠電阻器、電容器、變壓器和光耦合器等無源電子元件在兩個(gè)電路之間提供隔離。雖然它們不會(huì)主動(dòng)放大或操縱信號，但仍能為人機(jī)應(yīng)用提供有效的隔離。這使得無源隔離器在需要保證電路安全和穩(wěn)定的場合中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

四、信號隔離器的現(xiàn)場應(yīng)用

信號隔離器廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境中的過程控制，以將控制電路與測量電路分開，以及各類工業(yè)環(huán)境中的安全電氣隔離等領(lǐng)域。例如以下廠區(qū)中的無線通訊裝置在通訊過程中就采用了信號隔離器，由于廠區(qū)需要將各類工業(yè)廢氣、廢水的流量則需要實(shí)時(shí)監(jiān)測，匯總到工廠的DCS系統(tǒng)中進(jìn)行綜合決策處理，所以采用無線的方式將流量計(jì)所采集到的工業(yè)廢水/氣數(shù)據(jù)傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)監(jiān)測。在此過程中，信號隔離器不僅可以提高設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，還可以有效地保護(hù)操作人員和設(shè)備的安全。

六、信號隔離器的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

信號隔離器的主要優(yōu)點(diǎn)包括提供電氣隔離以防止接地回路，降低電壓尖峰或瞬變造成的損壞風(fēng)險(xiǎn)，保持信號完整性，確保準(zhǔn)確的測量，消除電磁干擾 （EMI），提高工業(yè)應(yīng)用中的安全性等。

然而，由于隔離元件的存在，信號可能會(huì)出現(xiàn)衰減。這是設(shè)計(jì)者在使用信號隔離器時(shí)需要考慮的一個(gè)重要因素。

總結(jié)

信號隔離器在現(xiàn)代工業(yè)和電子系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。信號隔離器的種類和類型多樣，包括電阻輸入隔離器、電流或電壓隔離器、毫伏隔離器，以及有源隔離器和無源隔離器等。這些不同的隔離器都具有各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢，適用于不同的應(yīng)用場景。

它們確保了各種信號在復(fù)雜環(huán)境中的準(zhǔn)確傳輸，同時(shí)也提供了有效的電氣隔離以防止干擾和保護(hù)設(shè)備。雖然存在一些可能導(dǎo)致信號衰減的問題，但信號隔離器的優(yōu)點(diǎn)明顯超過了其缺點(diǎn)。它們在工業(yè)過程控制，甚至醫(yī)療化工等環(huán)境中的應(yīng)用都得到了廣泛的認(rèn)可。

審核編輯 黃宇