用于可靠工业测量的隔离技术
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模拟隔离技术
本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/107899.htm隔离放大器一般用于在数据采集设备的模拟前端中提供隔离功能。图6a中的“隔离放大器”表示一个隔离放大器，在大多数电路中，它是模拟电路的前件之一。来自传感器的模拟信号被传递至隔离放大器，该放大器提供隔离功能并将信号传递至模数转换电路。图7表示了一个隔离放大器。
图7 隔离放大器
在一个理想的隔离放大器中，其模拟输出信号与模拟输入信号完全相同。图7中标记为“隔离”的部分采用了之前章节中讨论的 技术(光耦合、电容耦合或感应耦合)之一，以跨过隔离层传递信号。调制器电路为隔离电路对信号进行预处理。对于光学耦合方法，您需要对该信号作量化处理， 或将其转换为变化的光强。对于电容耦合方法和感应耦合方法，您需要将该信号转换为变化的电场或磁场。然后，解调器电路读入隔离电路的输出，并将其转化回最 初的模拟信号。
由于您在信号被量化处理之前进行了模拟隔离，因此设计配合现有的非隔离数据采集设备需要使用的外部信号调理电路时，可以 作为最佳方案。在这种情况下，该数据采集设备执行模数转换，而外部的电路提供隔离功能。利用该数据采集设备和外部信号调理电路的组合，测量系统的供应商就 可以开发通用数据采集设备和面向特定传感器的信号调理方式。图8展示了采用隔离放大器的灵活信号调理电路实现的模拟隔离功能。在模拟前端实现隔离功能的另 一个优势在于保护ADC和其他模拟电路免遭电压尖峰的威胁。
图8 在灵活的信号调理硬件中使用隔离放大器
对于采用通用数据采集设备和外部信号调理硬件的测量产品，市场上有数种配置可供选择。例如，NI M系列包含多款提供高性能模拟I/O和数字I/O的非隔离式通用多功能数据采集设备。对于需要隔离功能的应用，您可以使用M系列设备及配套的外部信号调理 电路，如NI公司的SCXI模块或SCC模块。这些信号调理平台提供了您为了实现与载荷测量计、应变计以及pH传感器等工业传感器直接连接所需的隔离功能 和专用信号调理功能。
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