信号隔离器的核心作用是在电气上隔离输入和输出,以保护控制系统和信号源。因此,其设计目标是让输出信号精确地跟随输入信号,两者在数值上通常是相同的。
简单来说,它就像一个“翻译官”或“桥”,在两个不直接接触的系统之间,传递着一模一样的信息,确保了信号的纯净和系统的安全。
核心工作原理
1. 电气隔离:输入侧和输出侧之间没有直接的电气连接(通常通过光耦、变压器或电容等方式实现)。这可以有效切断地环路、抑制浪涌和噪声,防止高电压或大电流损坏控制设备。
2. 信号再生:隔离器会读取输入信号,然后在输出侧“复制”出一个与输入信号特性完全一致的新信号。这个过程确保了信号的完整性和准确性。
常见信号类型及对应关系
在工业自动化中,信号隔离器处理的信号类型非常明确,其输入与输出通常是一一对应的。
信号类型 | 输入信号 | 输出信号 | 典型应用 |
电流信号 | 4-20mA DC | 4-20mA DC | 最常见的工业标准信号,用于传感器(如压力、温度变送器)与PLC/DCS之间的连接。 |
电压信号 | 0-10V DC | 0-10V DC | 常用于需要远距离传输或抗干扰要求较高的电压信号场合。 |
电压信号 | ±10V DC | ±10V DC | 用于需要传输正负信号的传感器,如某些位移传感器。 |
数字信号 | RS-485 | RS-485 | 用于隔离和保护工业总线网络,防止总线节点故障影响整个网络。 |
重要前提
虽然信号类型和数值是相同的,但在选择信号隔离器时,必须确保其输入和输出的规格与你的实际应用完全匹配。
例如,一个输入为4-20mA、输出也为4-20mA的隔离器,不能用于连接输出为0-10V的传感器。