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信号隔离器工作原理以及相关问题解决方案

http://www.ec.hc360.com2017年08月25日10:27 来源:与非网T|T

    信号隔离器的工作原理

    在工业生产过程中,生成过程的监视和控制中要用到各种各样的仪器仪表,会产生各种各样的信号,这些信号都要经过互相传递和输送的过程,因此如何保证这些信号,特别是模拟信号在传输过程中不失真将成为系统调试中必须解决的问题。

信号隔离器工作原理以及相关问题解决方案

信号隔离器工作原理以及相关问题解决方案

    只有当控制装置和分布在现场的传感器和执行器之间的模拟信号传输无故障并且不失真时,才能保证过程控制安全可靠。尤其是小功率的模拟信号在干扰大的工业环境中传输时受各种外部干扰信号的影响,它们需要一条可靠的传输通道。

    电磁干扰问题:这是比较常见的干扰,特别是在长距离或者干扰较大的工业环境中,很难避免感性和容性干扰在测量回路中相互参杂的情况。

    解决这些问题的方案主要有三种:

    第一种方案是现场仪表不接地,使过程环路中只有一个接地点,但在实际应用中,这种方案往往难以实现,因为某些设备必须接地才能保证测量精度或确保人身安全,某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接地点。

    第二种方案是使两接地点的电势相同,但由于接地点的电阻受地质条件及气候变化等众多因素的影响,这种方案通常是很难实现的。

    第三种方案是在过程环路中使用信号隔离器。信号隔离器采用隔离技术,断开过程环路中的直接电路(直流通路)但又不影响过程信号的正常传输,从而彻底解决了上述问题。信号隔离器的作用

    地环流干扰

    在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种自动化仪表、控制系统和执行机构,他们之间的信号传输既有微弱到毫伏级、毫安级的小信号;又有几十伏,数千伏、数百安培的大信号;既有低频直流信号,也有高频脉冲信号等等,构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰,造成系统不稳定甚至误操作,出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响,还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接地,例如为了安全,机壳需要接大地;为了使电路正常工作,系统需要有公共参考点;为了抑制干扰加屏蔽罩,屏蔽罩也需要接地,但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差(也就是各设备的共地点不同)因而形成“地环流”、“接地环流”问题是在系统处理信号过程中必须解决的问题。

    自然干扰

    雷电是一种主要的自然干扰源,雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪音是电离辐射产生的,在一天中不断变化。太阳噪音则随着太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰,而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏,应该加以避免或降低损坏程度,减少损失。

    人为干扰

    电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化,即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面,人们可以利用这一特点实现特定功能,例如,无限通信、雷达或其他功能,另一方面,电子设备在工作时,由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的,客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备(电机、变频器)频繁开关,他们也会造成一些容性、感性的干扰,也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合,肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源,随着电子技术的广泛应用,电磁污染情况会越来越严重.

责任编辑:陈彩霞

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