無源信號隔離器和有源信號隔離器是工業(yè)自動化中用于信號隔離、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處理方式。以下是具體分析:
定義:無需外部獨立電源供電,依靠輸入信號的能量(如環(huán)路供電)完成信號隔離和傳輸。
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(如4-20mA)中提取能量,實現(xiàn)信號的隔離與轉(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。
特點:
無需額外電源:依賴輸入信號的能量,可能限制其負載能力。
簡單可靠:無源設(shè)計,故障點少,適合防爆或苛刻環(huán)境。
信號限制:輸入信號需具備足夠驅(qū)動能力(如≥3.5mA的電流信號)。
應(yīng)用場景:
二線制變送器信號隔離。
需要本質(zhì)安全的場合(如石油、化工)。
定義:需外部獨立電源(如24VDC)供電,主動處理信號并隔離輸出。
工作原理:
通過內(nèi)部電路(如運放、ADC/DAC)對輸入信號進行調(diào)理、放大或轉(zhuǎn)換,再經(jīng)隔離器件(光耦、變壓器)輸出。
支持多種信號類型(電流、電壓、熱電偶、RTD等),可雙向隔離。
特點:
需外部供電:提供穩(wěn)定能量,支持復(fù)雜信號處理。
高精度與靈活性:可實現(xiàn)信號放大、線性化、分配(如1入2出)。
抗干擾強:獨立電源減少共模干擾影響。
應(yīng)用場景:
多信號類型混合的系統(tǒng)(如PLC輸入模塊)。
長距離傳輸或需信號分配的場景。
特性 | 無源隔離器 | 有源隔離器 |
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供電方式 | 依賴輸入信號能量 | 需外部獨立電源(如24VDC) |
信號處理能力 | 有限(受輸入能量制約) | 強大(支持放大、轉(zhuǎn)換等) |
負載能力 | 較低(需匹配負載阻抗) | 較高(可驅(qū)動多設(shè)備) |
適用信號 | 電流信號為主(如4-20mA) | 電流、電壓、溫度等多樣化信號 |
成本與復(fù)雜度 | 低成本、簡單 | 較高成本、功能豐富 |
選擇無源:當(dāng)信號能量充足(如標(biāo)準(zhǔn)4-20mA)、需簡化布線或防爆時。
選擇有源:需處理微弱信號(如熱電偶)、多信號轉(zhuǎn)換或長距離抗干擾時。