模拟信号隔离器样本

魏德米勒模拟信号隔离器产品详细目录功能电子产品魏德米勒电子产品总揽继电器产品电源产品TERM系列MCZ系列DRM系列DRL系列DRR系列电涌保护器产品RIDER系列固态继电器Insta系列Ecoline系列Pro-M系列后备电源Easyline系列时间继电器模拟信号隔离器产品ACT20M系列ACT20P系列Wave系列WaveEx安全栅接口产品板卡接口标准接口客户化定制传感器执行器连接器(SAI)产品无源SAI有源SAI接头，线缆工业以太网产品管理型交换机连接产品欲了解更多产品及行业应用信息，请与魏德米勒公司联系通讯电子产品非管理型交换机供电系统测量、控制系统数据网络同轴电缆功能电子产品魏德米勒电子产品总揽继电器产品电源产品TERM系列MCZ系列DRM系列DRL系列DRR系列电涌保护器产品RIDER系列固态继电器Insta系列Ecoline系列Pro-M系列后备电源Easyline系列时间继电器模拟信号隔离器产品ACT20M系列ACT20P系列Wave系列WaveEx安全栅接口产品板卡接口标准接口客户化定制传感器执行器连接器(SAI)产品无源SAI有源SAI接头，线缆工业以太网产品管理型交换机连接产品欲了解更多产品及行业应用信息，请与魏德米勒公司联系通讯电子产品非管理型交换机供电系统测量、控制系统数据网络同轴电缆模拟信号隔离器隔离器简述ACT20P系列信号隔离器WAVE系列信号隔离器EPAK系列信号隔离器ACT20M系列信号隔离器WAVEEx系列隔离安全栅章节ABCDEF目录隔离器简述AA.1隔离器简述隔离器简介 A.2隔离器分类 A.3隔离器技术参数 A.4隔离器常见问题回答 A.7目录｜隔离器工业生产中需要测量各类物理量，例如：温度、湿度、压力等。这些不同的物理量总是不断的变化。用于检测这些状态和变化的器件必须如实反映这些变化。在工业领域检测系统中，使用传感器来监测环境状态。传感器的任务是提供反映生产过程状态的详细参数。传感器的信号反映监测对象的连续变化范围。信号可以是模拟量或开关量，意味着在通常情况下，电压或电流值与监测的对象相对应且是成正比例的。自动化系统取得和维持某种状态的目的越来越多，使对模拟量的处理越来越重要。在这个信号处理技术的框架内，电信号的值是标准的。电流信号0...20mA，4...20mA，电压信号0...10V作为传感器的输出来表征不同的物理量。魏德米勒支持这种自动化变革并提供针对各种传感器的全系列产品。这意味着，模块适用于不同输入信号，并提供成比例的标准信号输出(0...20mA，4...20mA，0...10V)同时确保传感器回路与测量回路的安全隔离。这种安全隔离避免了多个传感器回路的相互干扰，例如：测量系统的地回路。产品系统具有变换，隔离和监视功能，不同的连接技术与各种功能相结合覆盖了所有工业测量技术。产品系列保证现场信号与控制系统的基本功能，其机械特性与其他魏德米勒的产品一样，始终是不断更新。信号变送器可与魏德米勒的其他产品一起使用，由于其机械及电气设计原因可以尽量少接线而且节约维护费用。产品范围：• 直流电流变送与隔离• 直流电压变送与隔离• 热电阻变送与隔离• 热电耦变送与隔离• 频率变送与隔离• 电位器变送与隔离• 交流电压信号变送与隔离• 交流电流信号变送与隔离• 应变桥压力变送与隔离• 报警器• 模数/数模转换依据在各个项目中的产品功能，这些产品又分为纯信号转换类，输入输出两端隔离类，输入、输出和电源三端隔离以及输入或输出回路供电的无外接电源的产品。隔离器｜简介隔离器简述AA.2输入、输出两端隔离产品将输入信号与输出信号隔离开来。地电势的差异³由于远距离导线和共地参考点不同引起的这种差异³被消除。另外， 这种电隔离也可以防止浪涌、电感和电容干扰引起的不可挽回的破坏。输入、输出、电源三端隔离器将独立的电源隔离后耦合到输入输出回路，从而保证一个工作电源就能使隔离器实现各种复杂功能。无源信号隔离器提供了一种附加和实质性的便利³它无需额外的电源供电。模块的工作电源是通过输入或输出回路得到的，这种电流回路供电都具有功耗低的特性。很多场合都会用到温度测量产品，例如，2线，3线和4线接法的PT100信号转换为0...20mA, 4...20mA和0...10V信号。带冷端补偿的各类热电偶信号输入产品是许多产品的标准配置。它们将热电偶的mv信号放大且线性化后输出为标准信号，信号隔离器可以确保消除各种干扰和错误。频率变送器将各种频率输入信号转换为标准信号，可以测量转速，流量等各类频率输入物理量。电流监视产品可以接收高达60A的交流或直流电流信号，当选择报警输出时，当高于或低于电流设定值时，报警触点输出可以被触发动作。电压监视产品，可以用于监视交流和直流电压信号。由于启动、停止过程或负载变化引起的电压波动可以可靠地检测并在达到用户设置的设定点时输出相应的信号。分类｜隔离器隔离器简述AA.3接地回路• 电源的负端通常会接地。如果输入信号是由另外的电源供电或是传感器本身已经接地，瞬态电流将流过沿接地导体之间产生的地电位差所形成的回路，从而干扰正常信号。模拟信号隔离器放大器可以消除接地回路对测量信号的干扰与影响。两端隔离• 最简单的模拟信号隔离形式是两端隔离，它隔离输入回路与输出回路，同时有两端辅助电源分别加在这两侧。根据隔离器的设计及测量的隔离参数决定了这种方式实现电气隔离或安全隔离。① 对于4~20mA的电流信号，隔离器具有输入回路供电模块。因此无需在输入侧施加额外的电源。② 如果输入/输出回路施加同一电源，两端隔离器可以被当作一个简单的信号转换器。对于无需隔离，只要信号转换的场合，这是很有用的功能。三端隔离• 最通用的信号隔离形式是三端隔离。• 通过光耦合或磁耦合的形式将输入与输出隔离。根据电气间隙、爬电距离和隔离器技术参数确定隔离电平。举例来说，输入信号通过脉宽调制器转换成频率信号，在输出侧解调为模拟量，经过放大器产生一个标准的模拟信号。隔离器｜技术参数隔离器简述AA.4共模噪声消除方式• 通常传感器发送的都是较小的信号，因而易受容性或感性设备的干扰，比如电动机、变频器或是其他功率切换设备。 幅射噪音经常会干扰测量值，并且会损坏控制系统中敏感的I/O卡，使用模拟信号隔离器后，就可以通过零电位差输入有效地消除产生在两条信号线间的共模噪声。有源隔离器/无源隔离器•有源隔离器由独立的电源供电，以确保隔离器出色工作。根据应用情况输入/输出与电源之间相互隔离。三端隔离只需要一个电源，这个电源与测量电路隔离。由于输入与输出回路隔离，因此即使在短路、浪涌或是极性颠倒的情况下，隔离器后端的电子设备也不会被损坏。输入与输出之间的隔离方式取决于传输率，一般采用光隔离或是磁隔离方式。有源隔离器的输入/输出不是相互作用的。比如：输出端的负载变化不会影响输入回路。•无源隔离器的工作电流由测量信号提供，其内部消耗电流极小，不影响信号的传递。•无论输入侧或输出侧都会对其供电产生影响。隔离是通过磁隔离来实现的，其优点在于：不受网络影响、精确度很高、信号延迟短及耗电小。无源隔离器的输出端负载的变化会影响输入端电路。ProblemPROBLEMSolutionSolutionInterferencereceivedSensorSensorInputInputGroundloopsNogroundloopsOutputOutputReceiverReceiverE2E1E1E2E2PotentialreferredinputIIInterferencereceivedZeropotentialinputReceiverVoltagedifferenceingroundpotentialVoltagedifferenceingroundpotentialReceiverVcUOnOffU/IffU/IU/IU/IVcU/IU/IU/IIVcVcVc12ProblemPROBLEMSolutionSolutionInterferencereceivedSensorSensorInputInputGroundloopsNogroundloopsOutputOutputReceiverReceiverE2E1E1E2E2PotentialreferredinputIIInterferencereceivedZeropotentialinputReceiverVoltagedifferenceingroundpotentialVoltagedifferenceingroundpotentialReceiverVcUOnOffU/IffU/IU/IU/IVcU/IU/IU/IIVcVcVc12ProblemPROBLEMSolutionSolutionInterferencereceivedSensorSensorInputInputGroundloopsNogroundloopsOutputOutputReceiverReceiverE2E1E1E2E2PotentialreferredinputIIInterferencereceivedZeropotentialinputReceiverVoltagedifferenceingroundpotentialVoltagedifferenceingroundpotentialReceiverVcUOnOffU/IffU/IU/IU/IVcU/IU/IU/IIVcVcVc12ProblemPROBLEMSolutionSolutionInterferencereceivedSensorSensorInputInputGroundloopsNogroundloopsOutputOutputReceiverReceiverE2E1E1E2E2PotentialreferredinputIIInterferencereceivedZeropotentialinputReceiverVoltagedifferenceingroundpotentialVoltagedifferenceingroundpotentialReceiverVcUOnOffU/IffU/IU/IU/IVcU/IU/IU/IIVcVcVc12 外部电源由一个电气隔离的DC/DC转换器向输入和输出回路供电。它的参数、间隙和爬电距离也决定了隔离电平。 这种输入/输出、输入/电源、输出/电源相互隔离的通路就是所谓的三端隔离。温度信号测量方法—热电阻• 温度测量使用热电阻(RTD)来检测温度，电流只有1.5mA左右，通过放大器来测量电阻上的压降(二线制)。 为了弥补导线长度造成的影响可使用三线制(有返回补偿导线)来测量。 为了使测量更为精确可使用四线制(把供电/返回导线的压降都考虑到测算中)。温度信号测量方法—热电偶• 温度测量也可使用热电偶，通过两种不同合金的接触而产生电势，并通过微分放大器修正信号。 最经济的方式是将信号通过后续放大电路转换为标准输出。 高端的测量模块是通过微处理器来处理测量信号，同时修正信号(通过滤波、线性化)。热电偶冷端补偿• 热电偶测量温度时要求其冷端(测量端为热端，通过引线与测量电路连接的端称为冷端)的温度保持不变(热电势以0度为标准测量)，其热电势大小才与测量温度是一定比例关系：若测量时，冷端的(环境)温度变化，将影响测量准确性。 为了弥补这样产生的误差，需要同时测量变送器连接点的温度。微处理器在计算测量值的时候可以作出补偿。 这种方式称为冷端补偿。线性化• 温度元件通常不是线性的，为了保持信号处理必要的精度，将温度曲线作某种程度的线性化。 下面的图表可以反映热电偶在一些测量点与“理想曲线”有明显的偏移。微处理器将测量值与预存的热电偶线性曲线进行比较，计算出与其相对应的“理想特性曲线”，再通过放大器得到线性的模拟量，最后在输出级转换为标准的模拟量，或转换为可调节阀值的触点输出。 PT100的线性化可以采用简单的放大电路实现。首先是矫正峰值，再是信号偏移的矫正。 这样所残余的尖峰脉冲与负脉冲都是极为