用于可靠工業(yè)測量的隔離技術(shù)

　　概述

　　電壓、電流、溫度、壓力、應(yīng)變和流速的測試是工業(yè)控制與過程控制應(yīng)用不可或缺的一部分。通常，這些應(yīng)用所處的環(huán)境具有危 險的電壓、瞬態(tài)信號、共模電壓和地電位波動，這會使測量系統(tǒng)受損并破壞測量的精度。為應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，專為工業(yè)應(yīng)用所設(shè)計的測量系統(tǒng)采用了電氣隔離技術(shù)。本 白皮書聚焦于用于模擬測量的隔離技術(shù)，解答了常見的隔離問題，并涵蓋了關(guān)于不同的隔離實現(xiàn)技術(shù)的技術(shù)內(nèi)容。

　　理解隔離技術(shù)

　　電氣隔離使可能會暴露在危險電壓下的傳感器信號與測量系統(tǒng)的低壓背板相分離。隔離提供了許多優(yōu)勢，其中包括：

　　· 保護(hù)昂貴設(shè)備、用戶生命以及數(shù)據(jù)免遭瞬態(tài)電壓威脅

　　· 改善抗干擾度

　　· 去除接地回路現(xiàn)象

　　· 提高共模電壓抑制能力

　　經(jīng)隔離處理的測量系統(tǒng)為模擬前端和系統(tǒng)背板分別提供接地面，以使傳感器測量與系統(tǒng)其他部分相分離。該隔離前端的接地連接 是一個可以工作于與大地不同電勢的浮動管腳。圖1展示了一個模擬電壓測量設(shè)備。存在于傳感器地和測量系統(tǒng)地之間的任何共模電壓都會受到抑制。這樣可以防止 接地環(huán)路的形成，并剔除傳感器線路上的任何噪聲。

　　圖1. 通道隔離的模擬輸入電路

　　隔離的必要性

　　涉及以下任一種情形的測量系統(tǒng)都有必要考慮使用隔離技術(shù)：

　　· 緊鄰危險電壓

　　· 可能存在瞬態(tài)電壓的工業(yè)環(huán)境

　　· 存在共模電壓或接地電勢波動的環(huán)境

　　· 電氣噪聲環(huán)境，如存在工業(yè)馬達(dá)的環(huán)境

　　· 必須防止電壓尖脈沖傳輸通過測量系統(tǒng)的對瞬態(tài)電壓敏感的應(yīng)用