無源信號(hào)隔離器和有源信號(hào)隔離器是工業(yè)自動(dòng)化中用于信號(hào)隔離、抗干擾和電氣隔離的關(guān)鍵設(shè)備,二者的核心區(qū)別在于是否需要外部供電以及信號(hào)處理方式。以下是具體分析:
1. 無源信號(hào)隔離器
定義:無需外部獨(dú)立電源供電,依靠輸入信號(hào)的能量(如環(huán)路供電)完成信號(hào)隔離和傳輸。
工作原理:
通過電磁感應(yīng)、磁電耦合或光電耦合等技術(shù),直接從輸入信號(hào)(如4-20mA)中提取能量,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的隔離與轉(zhuǎn)換。
典型應(yīng)用:二線制變送器回路中,從輸入電流獲取能量,輸出隔離后的電流或電壓信號(hào)。
特點(diǎn):
無需額外電源:依賴輸入信號(hào)的能量,可能限制其負(fù)載能力。
簡(jiǎn)單可靠:無源設(shè)計(jì),故障點(diǎn)少,適合防爆或苛刻環(huán)境。
信號(hào)限制:輸入信號(hào)需具備足夠驅(qū)動(dòng)能力(如≥3.5mA的電流信號(hào))。
應(yīng)用場(chǎng)景:
二線制變送器信號(hào)隔離。
需要本質(zhì)安全的場(chǎng)合(如石油、化工)。
2. 有源信號(hào)隔離器
定義:需外部獨(dú)立電源(如24VDC)供電,主動(dòng)處理信號(hào)并隔離輸出。
工作原理:
通過內(nèi)部電路(如運(yùn)放、ADC/DAC)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行調(diào)理、放大或轉(zhuǎn)換,再經(jīng)隔離器件(光耦、變壓器)輸出。
支持多種信號(hào)類型(電流、電壓、熱電偶、RTD等),可雙向隔離。
特點(diǎn):
需外部供電:提供穩(wěn)定能量,支持復(fù)雜信號(hào)處理。
高精度與靈活性:可實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大、線性化、分配(如1入2出)。
抗干擾強(qiáng):獨(dú)立電源減少共模干擾影響。
應(yīng)用場(chǎng)景:
多信號(hào)類型混合的系統(tǒng)(如PLC輸入模塊)。
長(zhǎng)距離傳輸或需信號(hào)分配的場(chǎng)景。
3. 關(guān)鍵對(duì)比
特性 | 無源隔離器 | 有源隔離器 |
---|---|---|
供電方式 | 依賴輸入信號(hào)能量 | 需外部獨(dú)立電源(如24VDC) |
信號(hào)處理能力 | 有限(受輸入能量制約) | 強(qiáng)大(支持放大、轉(zhuǎn)換等) |
負(fù)載能力 | 較低(需匹配負(fù)載阻抗) | 較高(可驅(qū)動(dòng)多設(shè)備) |
適用信號(hào) | 電流信號(hào)為主(如4-20mA) | 電流、電壓、溫度等多樣化信號(hào) |
成本與復(fù)雜度 | 低成本、簡(jiǎn)單 | 較高成本、功能豐富 |
4. 選型建議
選擇無源:當(dāng)信號(hào)能量充足(如標(biāo)準(zhǔn)4-20mA)、需簡(jiǎn)化布線或防爆時(shí)。
選擇有源:需處理微弱信號(hào)(如熱電偶)、多信號(hào)轉(zhuǎn)換或長(zhǎng)距離抗干擾時(shí)。
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