用于工业测量的隔离方法

iCoupler技术基于小尺寸的、芯片大小的变压器。一个iCoupler由三个主要部分组成——一个发射器、变压器和一个接收器。发射器电路利用边缘触发器编码，并将数字线路上的上升沿和下降沿转换为1 ns的脉冲。这些脉冲利用变压器跨隔离层传输，并在另一侧通过接收器电路解码，如图11所示。这些变压器的小尺寸（约为1毫米的十分之三大小）使得它们几乎不受外部磁噪声干扰。iCoupler设备还可以通过在每个集成电路（IC）上集成高达四路隔离式通道，降低测量硬件的成本，而且，与光耦合器相比，它们所需的外部组件更少。

图11。来自Analog公司的基于感应耦合的iCoupler技术

来源：模拟设备公司（analog.com/iCoupler）

测量硬件供应商们正使用由iCoupler 设备提供低成本高性能的数据采集系统。面向高速测量应用的NI工业数据采集（DAQ）设备，如工业M系列多功能DAQ设备，采用了如图12所示的 iCoupler数字隔离装置。这些设备在模拟通道和数字通道上提供60 VDC的连续隔离和长达5秒的1,400 Vrms/1,900 VDC通道与总线间隔离承受，并支持高达250 kS/s的采样率。用于NI PAC平台、NI CompactRIO、NI CompactDAQ以及其他高速NI USB设备的NI C系列模块也采用了iCoupler技术。

图12 工业NI Ｍ系列多功能DAQ采用数字隔离装置

总结

带隔离的数据采集系统可以在有危险电压和瞬态信号存在的恶劣环境下保证其可靠测量。您对于隔离功能的需求取决于的测量应用及其周围环境的。那些需要利用单个通用数据采集设备与不同特性的传感器相连的应用，可以得益于具有模拟隔离功能的外部信号调理电路；然而，低成本、高性能模拟输入的应用则可得益于具有数字隔离技术的测量系统。