信号隔离器的抗干扰技术和应用

　　形成电磁干扰后果必需具备3个基本要素，即电磁骚扰源、耦合通道、敏感设备。EMC设计的任务就是减弱骚扰源能量、堵截耦合通道、提高设备对电磁干扰的抵挡能力。隔离端子的EMC也要从设计做起。因为它属于处理信号的仪表，功率小，对外发射能量也低。在设计上只要稍加注意减弱产品对环境的电磁污染，"工业环境中的发射尺度"要求比较等闲达到。它的设计重点在提高对电磁骚扰的抵挡能力。图2给出两种隔离端子在射频调幅电磁场试验中输出信号的变化情况，用以说明电磁兼容的重要性。
　　二 应用选择
　　1. 依据接口选择产品
　　工业过程控制中最常见的信号是4～20mA、0～10V，压力、温度、流量等物理量要转换成4～20mA、0～10V信号送计算机处理。将这些物理量转换为4～20mA、0～10V信号的设备称为变送器。图3为隔离温度变送器应用连线图。图中Pt100是以电阻变化体现温度变化的温度传感器，所以连接线的引线电阻会引进误差。WS9050、WS2050这类变送器具有长线补偿功能，可消除引线电阻的误差并有线性化功能，确保转换精确度。
　　WS2050这类二线制变送器，它的电源与输出共"地"，没有隔离。当多个Pt100经由多路WS2050输送到PLC时，虽然输出共用一个24V电源，只要输出接到有共同参考点的模拟量输进板，这种连接就符合本文上述指出的两个原则。需要注意的是：多路WS2050接到不同的PLC就要使用各自的24V电源。

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　　针对变送器的隔离还有另一种方式，传感器和变送器为一体而又必需放置在现场指定地点。此时一般把隔离端子安顿在中央控制室机柜中，由机柜中的隔离端子为现场变送器配送电源。图4给出了针对不同接口的两种产品连线图。使用哪一种要根据PLC接口情况决定。
　　现场调试也会泛起仪表和PLC接口不匹配，发送设备为四线制变送器输出4～20mA，而接收端4～20mA的接口为二线回路供电方式(图5中24V电源和RL方式)，若直接连接将造成电源冲突。解决方法是采用隔离端子将现场的4～20mA接收并隔离，在隔离端子内部输出部门安装一个专用电路用以匹配和PLC的二线回路供电接口方式。见图5。这种隔离端子也可以处理0～10V，0～5A AC等输进电压电流信号。
　　图3至图5表明选择隔离端子首先依据输进端口是接传感器仍是电压电流信号、或者是接二线制变送器，其次输出是电压仍是电流，如果输出是4～20mA电流还要确定是图4的PLC两种接收方式的哪一种。

　　一般4～20mA电流信号隔离器需要外接工作电源。这里推荐一种不用另外再加电源的隔离器WS1562。如图6。WS1562的最大特点是无需外接电源，接线简捷、功耗低、可靠机能高，多路连接符合上述两个原则。

　　图7是WS1562在输出为20mA前提下，输出负载和输进端电压关系曲线。VIN表示输进端电压、RL表示输出负载电阻、VO表示输出负载电阻上的电压。