隔离放大器

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模拟信号光藕隔离放大器

1.    概述

模拟信号隔离器可以对电流、电压等电量参数或温度、电阻等非电量参数进行高速精确测量，经隔离转换成标准的模拟信号输出。既可直接与指针表、数显表相接，也可以与自控仪表（如PLC）、各种A/D转换器以及计算机系统配接，广泛应用于电力、铁路、石化、冶金、化工、食品、仓储等行业的自动化系统中，是一种具有高性价比的产品

2.    工作原理

首先将变送器或仪表的信号，通过半导体器件调制变换，然后通过光感或磁感器件进行隔离转换，然后再进行解调变换回隔离前原信号，同时对隔离后信号的供电电源进行隔离处理。保证变换后的信号、电源、地之间绝对独立

3.    产品特点说明

直流电流 / 电压信号的隔离、转换及放大

工业现场信号隔离及长线传输

模拟信号地线干扰抑制及数据隔离、采集

4-20mA(0-20mA)/0-5V等信号的隔离及变换

仪器仪表与传感器信号收发

非电量信号变送                               TEL:15889353392

信号远程无失真传输

电力监控、医疗设备隔离安全栅

传感器4-20mA等模拟信号一进二出、

二进二出隔离信号的功能实现

电源、信号：输入/输出 3000VDC 三隔离

辅助电源：5VDC，12VDC，15VDC，24VDC等单电源供电

0-75mV/0-2.5V/0-5V/0-10V/0-±100mV/0-±5V/0-±10V等电压信号       

0-10mA/0-20mA /0-±10mA/0-±20mA/4-20mA

等电流信号之间的相互隔离、放大及转换

工业级温度范围: -45~+85 ℃    http://www.szbeifu.com/

 

 

 

 

 

4.隔离放大器-选型及定义

IBF -U(A)□ -P□- O□

围输入电压或电流信号值

U1：0-5V         A1：0—1mA                         

   U2：0-10V        A2: 0—10mA                         

   U3：0-75mV       A3: 0—20mA

  U4：0-2.5V       A4: 4—20mA                        

   U5：0-±5V       A5：0—±1mA                         

   U6：0-±10V      A6: 0—±10mA                         

   U7：0-±100mV    A7: 0—±20mA

   U8：用户自定义   A8: 用户自定义                      

辅助电源                                      

   P1:DC24V   P2:DC12V    P3:DC5V    P4:DC15V  P5:用户自定义

输出信号

O1: 4-20mA         O2: 0-20mA      O4: 0-5V    O5:  0-10V  O6: 1-5V   O7: 0-±5V     O8: 0-±10V         O9: -20-+20mA   O10: 用户自定义

5.隔离放大器-产品列举：

例1： 信号输入：0-5V；信号输出：0-5V； 辅助电源：24V

型号：IBF U1-P1-O4

例2： 信号输入：0-10V；信号输出:0-20mA；辅助电源：24V

型号：IBF U2-P1-O2

例3：信号输入：4-20mA 信号输出：0-10V；辅助电源：5V

型号：IBF A4-P3-O5

例3：信号输入：4-20mA 信号输出：1-5V；辅助电源：12V

型号：IBF A4-P2-O6

6.产品功能

一：保护下级的控制回路。 

二：消弱环境噪声对测试电路的影响。 

三：抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰；同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。 标准系列导轨结构，易于安装，可有效的隔离：输入、输出和电源及大地之间的电位。能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰

7. 信号隔离器的主要类型

1）隔离器： 工业生产中为增加仪表负载能力并保证连接同一信号的仪表之间互不干扰，提高电气安全性能。需要将输入的电压、电流或频率、电阻等信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，安全的送给二次仪表或plc\dcs使用。 

2）配电器： 工业现场一般需要采用两线制传输方式，既要为变送器等一次仪表提供24V配电电源，同时又要对输入的电流信号进行采集、放大、运算、和进行抗干扰处理后，再输出隔离的电流和电压信号，供后面的二次仪表或其它仪表使用。

 3）安全栅： 一些特殊的工业现场（如燃气公司和化工厂）不但需要两线制传输，既提供配电电源又有信号隔离功能，同时还需要具有安全火花防爆的性能，可靠地遏制电源功率、防止电源、信号及地之间的点火，限流、降压双重限制信号及电源回路，把进入危险场所的能量限制在安全定额范围内。

8. 采用信号隔离器的优点

在各个过程环路中使用信号隔离器办法可以用DCS或PLC等隔离卡件或者现场带的隔离的变送器（部分设备可以做到），也可以用信号隔离器来实现。比较起来，用信号隔离器有以下优点： ·绝大部分情况，采用信号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜 ·信号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越 ·信号隔离器应用灵活，而且它还有信号转换和信号分配及接接接接口转换等功能，使用起来更加方便 ·信号隔离器通常有单通道、双通道、通道间相互完全独立、构成系统的配置、日常维护更加方便。 

适用于工业现场的直流电压、电流检测、并转换为标准直流信号传送给PLC、显示仪表等设备，主要解决工业控制系统的信号转换、传输过程中的干扰问题，保证系统稳定可靠运行，实现对电气设备的直流电压、电流的监测、控制、保护等功能. TEL:15889353392

9. 解决各种信号抗干扰的几种方法

首先干扰的三要素是干扰源、敏感源和耦合路径，这三要素缺少一个，电磁兼容问题都不会存在。因此要从这三要素入手。找出方便的解决方法，一般干扰源和敏感源是没办法解决的，通常是从耦合路径想办法，也是常用的方法。如加屏蔽、加滤波等手段。而处理环流常见也为麻烦，现在以此为探讨话题。    （1）第一种方法；所有现场设备不接接接接地，使所有过程环路只有一个接接接接地点，不能形成回路，这种方法看似简单，但实际应用中往往很难实现，因为某些设备要求必须接接接接地才能保证测量精度或人身安全，某些设备可能因为长期遭到腐蚀和磨损后或气候影响而形成新的接接接接地点。    （2）第二种方法：使两接接接接地点的电势相同，但由于接接接接地的电阻受地质条件及气候变化众多因素的影响，这种方法在其实在实际中也无法完全能做到。    （3）第三种方法：在各个过程环节中使用信号隔离器，断开过程环路，同时又不影响过程信号的正常传输，从而彻底解决地环路的问题。. TEL:15889353392

10. 信号隔离器应用场合及使用原理

1隔离器的作用   

（1）地环流干扰    在工业生产过程中实现监视和控制需要用到各种自动化仪表、控制系统和执行机构，他们之间的信号传输既有微弱到毫伏级、毫安级的小信号；又有几十伏，数千伏、数百安培的大信号；既有低频直流信号，也有高频脉冲信号等等，构成系统后往往发现在仪表和设备之间传输相互干扰，造成系统不稳定甚至误操作，出现这种情况除了每个仪器、设备本身的性能原因如抗电磁干扰影响，还有一个十分重要的原因就是各种仪器设备根据要求和目的都需要接接接接地,例如为了安全，机壳需要接接接接大地；为了使电路正常工作，系统需要有公共参考点；为了抑制干扰加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接接接接地，但是由于仪表和设备之间的参考点之间存在电势差（也就是各设备的共地点不同）因而形成“地环流”、“接接接接地环流”问题是在系统处理信号过程中必须解决的问题。   

（2）自然干扰    雷电是一种主要的自然干扰源，雷电产生的干扰可以传输到数千公里以外的地方。雷电干扰的时域波形是叠加在一串随机脉冲背景上的一个大尖峰脉冲。宇宙噪音是电离辐射产生的，在一天中不断变化。太阳噪音则随着太阳活动情况的剧烈变化。自然界噪声主要会对通讯产生干扰，而雷电能量尖蜂脉冲可以对很多设备造成损坏，应该加以避免或降低损坏程度，减少损失。    （3）人为干扰    电磁干扰产生的根本原因是导体中有电压或电流的变化，即较大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能够使导体产生电磁波辐射。一方面，人们可以利用这一特点实现特定功能，例如，无限通信、雷达或其他功能，另一方面，电子设备在工作时，由于导体中的dv/dt或di/dt会产生伴随电磁辐射。无论主观上出于什么目的，客观上对电磁环境造成了污染。还有工厂企业在生产过程中会经常有一些大型的设备（电机、变频器）频繁开关，他们也会造成一些容性、感性的干扰，也将影响仪器仪表正常显示或采集。凡是有电压电流突变的场合，肯定会有电磁干扰存在。数字脉冲电路就是一种典型的干扰源!

. TEL:15889353392

应用场合：

    需要0~20mA、4~20mA、0~10V、0~30V等直流信号做为信号源的试验室装置，如 仪器维修校验等；需要直流信号做为信号源的工控设备，如调节阀、变频器等；可用于自动化控制系统信号源进行调试 。是自动化及仪表工程师不可缺少的工具

信号隔离器、信号分配器、信号变送器 、信号源、数据采集模块、产品计数器、脉冲

控制仪等工业设备

信号隔离器主要技术指标
1. 隔离强度：也叫隔离能力、耐压强度或测试耐压，这是衡量信号隔离器的主要参数之一。单位：伏。它指的是输入与输出，输入与电源，输出与电源之间的耐压能力。它的数值越大说明耐压能力越好，隔离能力越强，滤波性能越高。一般的，这种耐压测试是通过一次性样品的耐压检验来确定的。在该测试过程中，将持续若干秒地分别在输入与输出、输入与电源、输出与电源之间加载50Hz的工频电压，以便得出器件同另一个电势面之间不会发生击穿的电压数值。 2. 变送精度：信号隔离变送器质量的标尺,业内一般能做到量程的±0.2%，可以满足各种场合需求。 3. 温度系数：表示隔离器等仪表在环境温度发生变化时，精度的变化情况。 大多情况下用PPM表示。 4. 响应时间：表征信号隔离器的反应速度，一般≤200mS。 5. 绝缘电阻：内部电源与外壳之间隔离直流作用的数值化表征。 6. 负载电阻：反映了信号隔离器的带载能力。

 

 

四路输入四路输出模拟信号隔离器

（DIN44 IBF系列/采用光耦隔离技术）

主要特性:

>>精度等级：0.1级、0.2级。产品出厂前已检验校正，用户可以直接使用

>>所有输入、输出及供电电源之间全部互相隔离。

>>辅助电源：5V/12V/15V/24VDC（范围±10%）

>>四路国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等

>>四路输出标准信号：0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等，具有高负载能力

>>全量程范围内极高的线性度（非线性度<0.2%）

>>标准DIN35 导轨式安装（尺寸：120 x 70 x 43mm）

>>具有较强的抗电磁干扰和高频信号干扰能力

应用：                     

>>模拟信号数据隔离、采集和变换，信号隔离器                     

>>隔离4-20mA或0-20mA信号传输

>>工业现场信号隔离及变换

>>信号长线无失真传输

>>仪器仪表信号收发

>>电力监控、医疗设备隔离

>>变频器信号隔离采集

>>PLC/FA 电机信号隔离控制

>>非电量信号变送

 

产品选型表：

DIN44 IBF – V(A)□ - P□ – V(A)□ 

输入信号				供电电源		输出信号
电压	代码	电流	代码	Power	代码	电流	代码	电压	代码
0-5V	V1	0-1mA	A1	24VDC	P1	0-20ma	A3	0~5V	V1
0-10V	V2	0-10mA	A2	12VDC	P2	4-20ma	A4	0-10V	V2
0-75mV	V3	0-20ma	A3	5VDC	P3	用户自定义	Az	1-5V	V6
0-2.5	V4	4-20mA	A4	15VDC	P4			用户自定义	Vz
用户自定义	Vz	用户自定义	Az

选型举例：

例1：输入四路信号:0-10V  供电电源:24V  输出四路信号:4-20ma  型号:DIN44 IBF-V2-P1-A4

例2：输入四路信号:0-10V 供电电源:12V   输出四路信号:0-10V   型号:DIN44 IBF-V2-P2-V2

例3：输入四路信号:0-3V  供电电源:24V   输出四路信号:4-20ma  型号:DIN44 IBF-Vz-P1-A4（Vz:0-3V）

产品大绝对额定值：

Continuous Isolation Voltage（持续隔离电压）:3000VDC

Junction Temperature（工作温度）:+85℃

Storage Temperature （存贮温度）:+150℃

电源电压范围：±10%Vin

注意：如果超出上述范围，产品可能会引起永久性损坏。

 

通用参数

参数名称	测试条件	小	典型值	大	单位
隔离耐压	50Hz，1分钟,漏电流1mA		2500		VDC
耐冲击电压	3KV， 1.2/50us(峰值)
工作温度		-25		+70	℃
工作湿度	无凝露	10		90	%
存储温度		-45		+80	℃
存储湿度		10		95	℃

输入参数					输出参数
输入项目	输入阻抗	电源损耗	输入过载能力		输出项目	输出过载能力	响应时间
0-5V	≥300KΩ	电压输出 < 0.6W 电流输出 <1.5W	2.0倍额定：连续		4-20mA	负载电阻 不超过350Ω	≤1mS
0-10V					0-20mA
0-1mA	1KΩ		1.5倍额定：连续 3.0倍额定：1S
0-10mA	TYP：250Ω 可自设定				0-5V	≥2KΩ
0-20mA					0-10V
4-20mA					1-5V

注: 电流输出型如果要求负载电阻500Ω,请另做注明

引脚定义：                                                                                        

引脚	名 称	描   述	引脚	名 称	描   述
1	OUT1+	模拟信号1输出正端	11	NC	空脚
2	OUT1-	模拟信号1输出负端	12	NC	空脚
3	OUT2+	模拟信号2输出正端	13	IN4+	模拟信号4输入正端
4	OUT2-	模拟信号2输出负端	14	IN4-	模拟信号4输入负端
5	OUT3+	模拟信号3输出正端	15	IN3+	模拟信号3输入正端
6	OUT3-	模拟信号3输出负端	16	IN3-	模拟信号3输入负端
7	OUT4+	模拟信号4输出正端	17	IN2+	模拟信号2输入正端
8	OUT4-	模拟信号4输出负端	18	IN2-	模拟信号2输入负端
9	PW+	电源正端	19	IN1+	模拟信号1输入正端
10	GND	电源负端	20	IN1-	模拟信号1输入负端