模擬信號光藕隔離放大器

1.    概述

模擬信號隔離器可以對電流、電壓等電量參數或溫度、電阻等非電量參數進行高速測量，經隔離轉換成標準的模擬信號輸出。既可直接與指針表、數顯表相接，也可以與自控儀表（如PLC）、各種A/D轉換器以及計算機系統配接，廣泛應用于電力、鐵路、石化、冶金、化工、食品、倉儲等行業的自動化系統中，是一種具有高性價比的產品

2.    工作原理

首先將變送器或儀表的信號，通過半導體器件調制變換，然后通過光感或磁感器件進行隔離轉換，然后再進行解調變換回隔離前原信號，同時對隔離后信號的供電電源進行隔離處理。保證變換后的信號、電源、地之間獨立

3.    產品特點說明

直流電流 / 電壓信號的隔離、轉換及放大

工業現場信號隔離及長線傳輸

模擬信號地線干擾抑制及數據隔離、采集

4-20mA(0-20mA)/0-5V等信號的隔離及變換

儀器儀表與傳感器信號收發

非電量信號變送

信號遠程無失真傳輸

電力監控、醫療設備隔離安全柵

傳感器4-20mA等模擬信號一進二出、

二進二出隔離信號的功能實現

電源、信號：輸入/輸出 3000VDC 三隔離

輔助電源：5VDC，12VDC，15VDC，24VDC等單電源供電

0-75mV/0-2.5V/0-5V/0-10V/0-±100mV/0-±5V/0-±10V等電壓信號       

0-10mA/0-20mA /0-±10mA/0-±20mA/4-20mA

等電流信號之間的相互隔離、放大及轉換

工業級溫度范圍: -45~+85 ℃    

4.隔離放大器-選型及定義

IBF -U(A)□ -P□- O□

圍輸入電壓或電流信號值

U1：0-5V         A1：0—1mA                          

   U2：0-10V        A2: 0—10mA                         

   U3：0-75mV       A3: 0—20mA

  U4：0-2.5V       A4: 4—20mA                        

   U5：0-±5V       A5：0—±1mA                         

   U6：0-±10V      A6: 0—±10mA                          

   U7：0-±100mV    A7: 0—±20mA

   U8：用戶自定義   A8: 用戶自定義                      

輔助電源                                      

   P1:DC24V   P2:DC12V    P3:DC5V    P4:DC15V  P5:用戶自定義

輸出信號

O1: 4-20mA         O2: 0-20mA      O4: 0-5V    O5:  0-10V  O6: 1-5V   O7: 0-±5V     O8: 0-±10V         O9: -20-+20mA   O10: 用戶自定義

5.隔離放大器-產品列舉：

例1： 信號輸入：0-5V；信號輸出：0-5V；輔助電源：24V

型號：IBF U1-P1-O4

例2： 信號輸入：0-10V；信號輸出:0-20mA；輔助電源：24V

型號：IBF U2-P1-O2

例3：信號輸入：4-20mA 信號輸出：0-10V；輔助電源：5V

型號：IBF A4-P3-O5

例3：信號輸入：4-20mA 信號輸出：1-5V；輔助電源：12V

型號：IBF A4-P2-O6

6.產品功能

一：保護下級的控制回路。 

二：消弱環境噪聲對測試電路的影響。 

三：抑制公共接地、變頻器、電磁閥及不明脈沖對設備的干擾；同時對下級設備具有限壓、額流的功能是變送器、儀表、變頻器、電磁閥PLC/DCS輸入輸出及通訊接口的忠實防護。  標準系列導軌結構，易于安裝，可有效的隔離：輸入、輸出和電源及大地之間的電位。能夠克服變頻器噪聲及各種高低頻脈動干擾

7. 信號隔離器的主要類型

1）隔離器：  工業生產中為增加儀表負載能力并保證連接同一信號的儀表之間互不干擾，提高電氣安全性能。需要將輸入的電壓、電流或頻率、電阻等信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，安全的送給二次儀表或plc\dcs使用。 

2）配電器：  工業現場一般需要采用兩線制傳輸方式，既要為變送器等儀表提供24V配電電源，同時又要對輸入的電流信號進行采集、放大、運算、和進行抗干擾處理后，再輸出隔離的電流和電壓信號，供后面的二次儀表或其它儀表使用。

 3）安全柵：  一些特殊的工業現場（如燃氣公司和化工廠）不但需要兩線制傳輸，既提供配電電源又有信號隔離功能，同時還需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制電源功率、防止電源、信號及地之間的點火，限流、降壓雙重限制信號及電源回路，把進入危險場所的能量限制在安全定額范圍內。

8. 采用信號隔離器的優點

在各個過程環路中使用信號隔離器辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現場帶的隔離的變送器（部分設備可以做到），也可以用信號隔離器來實現。比較起來，用信號隔離器有以下優點： ·絕大部分情況，采用信號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜 ·信號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優越 ·信號隔離器應用靈活，而且它還有信號轉換和信號分配及接接接接口轉換等功能，使用起來更加方便 ·信號隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互完全獨立、構成系統的配置、日常維護更加方便。 

適用于工業現場的直流電壓、電流檢測、并轉換為標準直流信號傳送給PLC、顯示儀表等設備，主要解決工業控制系統的信號轉換、傳輸過程中的干擾問題，保證系統穩定可靠運行，實現對電氣設備的直流電壓、電流的監測、控制、保護等功能

9. 解決各種信號抗干擾的幾種方法

首先干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑，這三要素缺少一個，電磁兼容問題都不會存在。因此要從這三要素入手。找出方便的解決方法，一般干擾源和敏感源是沒辦法解決的，通常是從耦合路徑想辦法，也是常用的方法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理環流常見也為麻煩，現在以此為探討話題。    （1）種方法；所有現場設備不接接接接地，使所有過程環路只有一個接接接接地點，不能形成回路，這種方法看似簡單，但實際應用中往往很難實現，因為某些設備要求必須接接接接地才能保證測量或人身安全，某些設備可能因為長期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接接接接地點。    （2）第二種方法：使兩接接接接地點的電勢相同，但由于接接接接地的電阻受地質條件及氣候變化眾多因素的影響，這種方法在其實在實際中也無法完做到。    （3）第三種方法：在各個過程環節中使用信號隔離器，斷開過程環路，同時又不影響過程信號的正常傳輸，從而徹底解決地環路的問題。

10. 信號隔離器應用場合及使用原理

1隔離器的作用   

（1）地環流干擾    在工業生產過程中實現監視和控制需要用到各種自動化儀表、控制系統和執行機構，他們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、毫安級的小信號；又有幾十伏，數千伏、數百安培的大信號；既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構成系統后往往發現在儀表和設備之間傳輸相互干擾，造成系統不穩定甚至誤操作，出現這種情況除了每個儀器、設備本身的性能原因如抗電磁干擾影響，還有一個十分重要的原因就是各種儀器設備根據要求和目的都需要接接接接地,例如為了安全，機殼需要接接接接大地；為了使電路正常工作，系統需要有公共參考點；為了抑制干擾加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接接接接地，但是由于儀表和設備之間的參考點之間存在電勢差（也就是各設備的共地點不同）因而形成“地環流”、“接接接接地環流”問題是在系統處理信號過程中必須解決的問題。   

（2）自然干擾    雷電是一種主要的自然干擾源，雷電產生的干擾可以傳輸到數千公里以外的地方。雷電干擾的時域波形是疊加在一串隨機脈沖背景上的一個大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產生的，在一天中不斷變化。太陽噪音則隨著太陽活動情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會對通訊產生干擾，而雷電能量尖蜂脈沖可以對很多設備造成損壞，應該加以避免或降低損壞程度，減少損失。    （3）人為干擾    電磁干擾產生的根本原因是導體中有電壓或電流的變化，即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導體產生電磁波輻射。一方面，人們可以利用這一特點實現特定功能，例如，無限通信、雷達或其他功能，另一方面，電子設備在工作時，由于導體中的dv/dt或di/dt會產生伴隨電磁輻射。無論主觀上出于什么目的，客觀上對電磁環境造成了污染。還有工廠企業在生產過程中會經常有一些大型的設備（電機、變頻器）頻繁開關，他們也會造成一些容性、感性的干擾，也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場合，肯定會有電磁干擾存在。數字脈沖電路就是一種典型的干擾源，隨著電子技術的廣泛應用,電磁污染情況會越來越嚴重.