用于可靠工業(yè)測(cè)量的隔離技術(shù)

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

　　根據(jù)您對(duì)電壓和數(shù)據(jù)的要求，您可從數(shù)種隔離測(cè)量的方法中進(jìn)行選擇。您可以采用面向便攜機(jī)、臺(tái)式機(jī)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(hào)調(diào)理。您還可以利用面向USB的可編程自動(dòng)化控制器(PAC)和測(cè)量 系統(tǒng)進(jìn)行隔離測(cè)量。

　　圖2 具有隔離功能的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

　　隔離的實(shí)現(xiàn)方法

　　隔離技術(shù)要求信號(hào)在被傳輸通過(guò)隔離層時(shí)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(hào)傳輸?shù)某Ｒ?jiàn)可用組件。這些設(shè)備所依據(jù)的原理是三種最常見(jiàn)的隔離技術(shù)的核心——光耦合、電容耦合和感應(yīng)耦合。

　　光學(xué)隔離技術(shù)

　　當(dāng)兩端加上電壓時(shí)，LED就會(huì)發(fā)光。光學(xué)隔離技術(shù)采用了一個(gè)LED以及一個(gè)光電檢測(cè)設(shè)備，利用光作為數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的跨隔離層傳輸。一個(gè)光電檢測(cè)器接收該LED所發(fā)出的光，并將其再轉(zhuǎn)換回最初的信號(hào)。

　　圖3 光學(xué)隔離技術(shù)

　　光電二極管

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

　　電容隔離技術(shù)

　　電容隔離技術(shù)基于一個(gè)隨電容極板上的電荷量而改變的電場(chǎng)。該電荷跨過(guò)一個(gè)隔離層而被檢測(cè)，并與所測(cè)得信號(hào)值成正比。

　　圖4 電容隔離技術(shù)