常用隔离传感器类别

第一种：电容隔离

       最简单的隔离电路是：电容隔离电路

优点：功耗低，简单；

缺点：无法通直流，带宽受限；

 

第二种：变压器隔离

       利用电磁感应原理，输入信号通过一次绕组耦合至二次绕组，信号按绕组圈数等比例衰减。

优点：结构简单，能量传递效率高，可用于供电隔离；

缺点：

• 由于分布电容（绕组与铁心之间，绕组之间，层匝之间和引线之间）的存在，交流信号中的噪声会通过分布电容耦合到次级线圈，噪声较大，抑制交流噪声能力成了变压器一个重要指标；
• 易受外部磁场(噪声)的干扰。不适合有大型机电设备存在的现场；
• 体积大；
• 无法通直流，带宽受限。

 

第三种：光耦隔离

       光耦隔离就是采用光耦合器进行隔离。光耦合器的结构相当于把发光二极管和光敏三极管封装在一起。光耦隔离电路使被隔离的两部分电路之间没有电的直接连接。最常见的应用场合是开关量的信号隔离，也可以采用线性光耦器件，实现模拟量的信号隔离。

优点：信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长。

缺点：

• 用于实现模拟量信号隔离时，电路设计复杂，特别是当多路模拟量隔离的情况，对电路设计，PCB布线等都有较高要求；
• 功耗大，由于需要LED进行信号的传输与转换，LED发射端需要约10mA左右的电流，路数较多时功耗大的缺点尤为明显；
• LED老化等影响隔离器件的使用寿命。

 

第四种：电磁隔离

       电磁隔离的原型是基于电磁感应原理的变压器隔离。

       电磁隔离的基本原理：信号通过调制电路，将信号（可以为交流或直流）调制成交流信号，再通过线圈传递到次级线圈输出隔离后的交流信号，再将该信号通过解调电路，还原成原信号输出。

 优点：

• 支持直流，带宽高
• 体积小
• 功耗低
• 精度高，适合高精度数据采集应用

       美国Verivolt的IsoBlock V系列隔离传感器采用电磁隔离技术进行信号隔离，实现1500V的共模隔离，原理如下：

       该系列产品拥有优秀隔离性能，同时，拥有120kHz的带宽并保持0.2%FS的采集精度。该系列产品已经批量应用于核电高能物理现场的数据采集，隔离保护了上千个采集通道。

 

       美格信WiDAQ 4404与WiDAQ 6104也采用同样的电磁隔离技术，可隔离1500V共模电压。