用于可靠工業(yè)測量的隔離技術

　　共模電壓、瞬態(tài)高電壓和電氣噪聲較為常見的應用在工業(yè)控制、過程控制和汽車測試等。帶有隔離功能的測量設備可以在這些惡劣的環(huán)境下提供可靠的測量。對于與病人直接接觸的醫(yī)療設備，隔離有助于防止電源線路的瞬態(tài)電流傳輸通過該設備。

　　根據(jù)您對電壓和數(shù)據(jù)的要求，您可從數(shù)種隔離測量的方法中進行選擇。您可以采用面向便攜機、臺式機PC、工業(yè)PC、 PXI、平板PC和CompactPCI的插入式板卡，并可以選擇內(nèi)置隔離或外部信號調(diào)理。您還可以利用面向USB的可編程自動化控制器(PAC)和測量 系統(tǒng)進行隔離測量。

　　圖2 具有隔離功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　隔離的實現(xiàn)方法

　　隔離技術要求信號在被傳輸通過隔離層時不能存在任何的直接電氣接觸。發(fā)光二極管(LED)、電容和電感是三種支持非直接接觸式電氣信號傳輸?shù)某Ｒ娍捎媒M件。這些設備所依據(jù)的原理是三種最常見的隔離技術的核心——光耦合、電容耦合和感應耦合。

　　光學隔離技術

　　當兩端加上電壓時，LED就會發(fā)光。光學隔離技術采用了一個LED以及一個光電檢測設備，利用光作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法實現(xiàn)信號的跨隔離層傳輸。一個光電檢測器接收該LED所發(fā)出的光，并將其再轉(zhuǎn)換回最初的信號。

　　圖3 光學隔離技術

　　光電二極管

　　光學隔離技術是最常使用的隔離方法之一。采用光學隔離的優(yōu)勢之一便是其 抵抗電氣噪聲和磁噪聲干擾的能力。這種技術的也存在一些不足之處，包括受LED開關速率限制的傳輸速率、高功耗和LED損耗。

　　電容隔離技術

　　電容隔離技術基于一個隨電容極板上的電荷量而改變的電場。該電荷跨過一個隔離層而被檢測，并與所測得信號值成正比。

　　圖4 電容隔離技術