隔离变送器的定义及介绍

                                  隔离变送器

隔离变送器的定义:

隔离变送器是将交流电流,交流电压,直流电压,直流电流信号,模拟量mV小信号,转速信号,速度信号,频率脉冲信号,电位器,电阻,位移,温湿度信号,重力信号(拉力,压力),应变桥信号,RMS真有效值信号,PWM脉宽调制信号按线性比例转换成相互隔离的不同直流电压或电流信号的小型仪器仪表设备,但专业技术员也称之为隔离变送器、隔离转换器、隔离栅、隔离模块IC等、安全栅,总之称谓是五花八门,遍地开花,不同公司生产的隔离变送器产品给命名不一样,总体上称隔离变送器的企业是比较常见的产品名称称谓。

隔离变送器的应用:

隔离变送器模块主要应用于高共模电压环境下的信号变送、信号隔离、信号采集及远距离无失真传输,对被测信号对象和控制室、AD、PLC、DCS,PC及自动控制系统进行数据采集并隔离,从而提高共模抑制比,同时保护电子设备、仪器仪表和人身安全。在工控自动化,安防、医疗电子、电力设备、电信设备、汽车电子、汽车智能、机械制造、冷暧空调、环保、水处理、冶金、煤矿开采、石油化工、制药、工控智能化、航天控制等方面被广泛应用。

隔离变送器的作用：

隔离变送器具有隔离,放大,变换,远传,分配作用

工业信号为什么要隔离？由于工业现场的环境条件是很恶劣和复杂的,各种干扰(天体放电干扰、雷电干扰、发电机频率干扰、变频器频率干扰、电晕电火花放电干扰、其他电气设备频率干扰、感应干扰等)通过不同的耦合方式(电容耦合、电磁耦合、共阻抗耦合、漏电流耦合)进入测量系统,使测量结果偏离准,严重时会让测量系统不能工作,因此要对工业信号进行干扰抑制,也就是采取隔离措施,隔离变送器就派上用场了。 

隔离的定义:

什么是隔离？隔离就是破坏干扰途径,切断干扰耦合通道,从而达到抑制干扰的一种技术措施。常用的隔离方法有:电磁隔离、调制隔离、光耦隔离、光纤隔离,电容隔离。

变换、放大、远传、分配、保护作用：

1、将一种形式的信号转换成另一种形式的信号。

2、将各种物理量转换成标准的工业控制信号:比如Pt100的热电阻信号转换成0-5V的模拟量信号,0-15A交流电流信号转换成0-10V或是4-20mA的模拟量信号、0-500VAC信号转换成4-20mA的模拟量信号等。

3、标准模拟量信号转换:如4-20mA转换成0-10V,0-5V转换成0-20mA。

4、将微弱的信号放大成易处理的标准模拟量信号,将容易受干扰的直流电压信号转换成直流电流信号,并将信号进行无失真远距离传送,像4-20mA信号可以传至1000米。

5、将一路4-20mA模拟量信号采集,经隔离后变换成双路0-10V,四路0-10V及更多路的模拟量直流电压信号。

6、保护作用：

信号远距离传输时,当有雷击浪涌或高电压脉冲时,会造成采样设备(DCS、PLC、PC,控制设备)损坏,加设隔离变送器可以保护上端重要控制设备、控制器件、仪器仪表及下端接收设备的安全,如PLC、DCS、工控机、数据采集卡、仪器仪表等,采用隔离器就有隔离耐压的作用,这就起到了有效的保护了采样设备。(有一部分隔离变送器产品以“自身损坏”的方式保护其仪器设备或其他器件的安全,不安全的信号先把隔离器烧坏,隔离器烧坏后信号通路被切断,仪器设备或其他器件得以保护.)但现在绝大多数隔离变送器都能够有效的抑制雷击浪涌和高电压脉冲,并不会损坏隔离变送器本身。

隔离变送器选型要点

现在市场上生产销售的隔离变送器品种繁多,为方便广大用户选型,现将选型要点总结如下：

a、输入信号特点

选型时明白自己的隔离变送器信号有什么样的特点,隔离器的输入信号一般都是电量信号,但电量信号也有不同，比如:直流信号、交流信号,但交流有电流也有电压,有频率的还有功率的,有热电偶也有热电阻,有mV级的小信号也有高于1000V,2000V的高压信号,有位移的,有模拟量的也有RS-485、RS-232数字信号的。

b、信号输出特点

一般输出信号是接PLC、DCS、控制室,PC或仪器仪表设备等,那么隔离器的输出信号一定要和这些设备的输入信号相匹配。最常见的输出信号有4-20mA/0-20mA/0-10V/0-5V/1-5V/0-3.3V等模拟量信号,但也有RS-485、RS-232数字信号。同时还要清楚输出信号的路数。

c、工作电源

隔离变送器一般都需要电源(虽然有无源式的隔离器,电源只是从隔离器内部取了输入信号来驱动隔离器工作)常用的工作电源有直流电源和交流电源,交流的工作电源常用的有:220VAC,直流工作电源常用的有:24VDC、15VDC、12VDC、5VDC或9-36VDC,不常用的电源有48VDC、72VDC、110VAC等。

d、特性参数要求

1. 产品输出精度,如:"0.05%,0.1%,0.2%"等

2. 产品输入与输出的线性主,如:"0.1%,0.2%"等

3. 输入阻抗:电压输入的产品,输入阻抗越大越好,在10MΩ及以上,电流输入的,输入阻抗越小越好,250Ω常见,有100Ω或更小的

4. 带负载能力:电压输出的带载能力要强,很多是10KΩ左右,但现在最大的在2KΩ,电流的负载能力常规是350Ω,最大到550Ω或更大

5. 隔离电压:一般都是3KVDC隔离,但也有1KVDC隔离的,特殊场合也有6KVDC隔离的,如捷晟达科技的常规在3000VDC

6. 响应时间,隔离变送器常规应用一般达到1mS即可,但也有需要更快速度要求达到uS级别

7. 工作温度范围:商业级(0-70℃),工业级(-40-+85℃),军工级(-55-150℃),汽车级(-40-+125℃)

e、安装方式(封装方式)

隔离变送器一般采用DIN35mm导轨安装,接线时有采用接线端子式及穿孔式的,接线端子的是普通的隔离变送器,但穿孔式的是测量交流电流信号的隔离变送器,DIN35mm导轨安装式的隔离变送器是安装在机柜或控制室中的。由于现在国内IC集成度越来越高,隔离器便出现了类似IC封装一样的隔离放大器产品,产品分为:SIP、DIP封装,这就是PCB板焊接封装的产品,SIP、DIP封装的隔离放大器产品内部采用了SMD贴片工艺设计,隔离电压高,体积小,点PCB空间少,该系列的隔离放大器出现,给电子设计者们提供了优良的产品,并为系统设计升级优化带来了更多的设计方案,使工业自动化产品的集成度更高了,提升了产品的竟争能力和产品创新能力。隔离放大器模块厂家:深圳捷晟达科技。

f、尺寸要求

隔离变送器设计日趋小型化,小型化的目的就是减少占用空间。当然应该允许用户密集安装,密集安装则存在散热问题,那么必须降低内部功耗。所以选用时要注意产品的内部功耗,以免功耗过大。深圳捷晟达科技有限公司的隔离变送器产品都是薄身结构、小体积、高精度、高线性度、工业级温度范围,低功耗设计。

隔离变送器发展趋势：

现在市场上出现了许多以微处理器为核心的隔离变送器(也称可编程隔离变送器),用户现场具有可编程功能,有无线信号收发功能,通过软件能和计算机通讯,使用灵活性很高,对顾客来讲可以减少库存数量,降低使用成本,以微处理器为核心的隔离器必将成为这个工业自动化领域的主流。如捷晟达科技的JSD 81 AD08系列的模拟信号转数字信号(RS-485/RS-232)采集器产品就是以微处理器为核心的隔离器产品。