用于可靠工业测量的隔离技术！发表时间：2023-02-21 15:19 电压、电流、温度、压力、应变和流量测量是工业和过程控制应用中不可或缺的一部分。这些应用通常涉及具有危险电压、瞬态信号、共模电压和波动接地电位的环境，这些环境可能会损坏测量系统并破坏测量精度。为了克服这些挑战，专为工业应用设计的测量系统利用了电气隔离。本白皮书重点介绍模拟测量的隔离，提供了常见隔离问题的答案，并包括有关不同隔离实现技术的信息。 隔离以电气方式将传感器信号隔离，这些信号可能暴露在危险电压下1，来自测量系统的低压背板。隔离提供了许多好处，包括： 保护昂贵的设备、用户和数据免受瞬态电压的影响 提高抗噪性 接地回路移除 提高共模电压抑制 隔离式测量系统为模拟前端和系统背板提供单独的接地层，以将传感器测量与系统的其余部分分开。隔离前端的接地连接是一个浮动引脚，可以在与接地不同的电位下工作。图1所示为模拟电压测量器件。传感器接地和测量系统接地之间存在的任何共模电压都会被抑制。这可以防止接地回路的形成，并消除传感器线路上的任何噪声。
工业测量、过程控制和汽车测试是常见共模电压、高压瞬变和电噪声的应用。带隔离的测量设备可以在这些恶劣的环境中提供可靠的测量。对于与患者直接接触的医疗设备，隔离有助于防止电力线瞬变通过设备传输。 根据您的电压和数据速率要求，您有多种选择来进行隔离测量。您可以将插入板用于笔记本电脑、台式PC、工业PC、PXI、面板PC和CompactPCI以及内置隔离或外部信号调理选项。您还可以使用可编程自动化控制器（PAC）和USB、以太网和无线测量系统进行隔离测量。 实现隔离的方法 隔离要求信号在没有任何直接电接触的情况下通过隔离栅传输。发光二极管（LED）、电容器和电感器是三种常用的组件，允许在没有任何直接接触的情况下传输电信号。这些器件所基于的原理构成了三种最常见的隔离技术的核心——光学、电容和电感耦合。 光隔离 当LED在其上施加电压时，它们会产生光。光隔离使用LED和光电探测器器件，使用光作为数据转换方法，通过隔离栅传输信号。光电探测器接收LED发射的光并将其转换回原始信号。 光隔离是最常用的隔离方法之一。使用光隔离的一个好处是其对电噪声和磁噪声的抗扰度。一些缺点包括传输速度，这受到LED开关速度的限制，高功率耗散和LED磨损。
电容隔离 电容隔离基于随电容器板上的电荷水平而变化的电场。该电荷通过隔离栅检测，与测量信号的电平成正比。 电容隔离的一个优点是其对磁噪声的抗扰度。与光隔离相比，电容隔离可以支持更快的数据传输速率，因为不需要切换LED。由于电容耦合涉及使用电场进行数据传输，因此容易受到外部电场的干扰。 电感耦合隔离 在1800年代早期，丹麦物理学家汉斯·奥斯特（Hans Oersted）发现通过线圈的电流会产生磁场。后来发现，通过将第二个线圈放置在第一个线圈变化的磁场附近，可以在第二个线圈中感应电流。第二个线圈中感应的电压和电流取决于通过第一个线圈的电流变化率。该原理称为互感应，并构成感应隔离的基础。 光耦合器 光耦合器是基于光耦合原理的数字隔离器，是最古老和最常用的数字隔离方法之一。它们可以承受高电压，并对电噪声和磁噪声具有很高的抗扰度。光耦合器常用于工业数字I/O产品，例如NI PXI-6514隔离式数字I/O模块，如图所示，工业运动控制器。 然而，对于高速模拟测量，光耦合器会受到与光耦合相关的速度、功耗和LED磨损限制的影响。基于电容和电感耦合的数字隔离器可以减轻光耦合器的许多限制。 先进光半导体由南方先进联合日本归国华侨杨振林博士团队合资成立，以南方先进为主要投资方、杨博士团队为技术核心的一家专业从事光电器件、光耦合器、光耦继电器等光电集成电路以及光电驱动等产品，研发团队涵盖设计、制造、销售和服务的高新技术企业，先进光半导体拥有先进的光电器件全自动生产线，具有年产8000万只光电光耦器件的生产能力。现阶段先进光半导体的光耦继电器、光耦合器等主要产品用于：蓄电系统．智能电表．自动检测设备．电信设备．测量仪器．医疗设备．通信设备．PC端．安防监控．O/A设备．PLC控制器．I/O控制板等，依托于光半导体综合的设计技术和芯片制造技术优势，先进光半导体期望在有广阔发展前景的光电控制领域深耕，逐步提升产品的技术附加值，扩充技术含量更高的产品线。 以上就是本文的全部内容，如果觉得本文对您有所帮助，请持续关注本司网站https://www.a-semi.com以及“先进光半导体”微信公众号，我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普！ 版权声明：部分文章信息来源于网络以及网友投稿，本网站只负责对文章进行整理、排版、编辑，是出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性，如本站文章和转稿涉及版权等问题，请作者及时联系本站，我们会尽快处理。 |
