模擬信號失真的原因

　　1.接地環(huán)路問題:如下圖所示，當(dāng)過程環(huán)路中有兩個或兩個以上的接地電阻不相等時，會產(chǎn)生接地環(huán)路，過程信號失真。接地環(huán)路應(yīng)使信號完整而不失真地傳輸，理想化的情況是所有設(shè)備.儀器中的信號都有一個共同的參考點，即有一個共同的地。只有這樣，所有設(shè)備和儀器的信號參考點之間的電位差才能為零。顯然，不同設(shè)備的接地電阻很難保證相等，接地電阻會隨著傳輸距離的增加而增加，有時甚至?xí)a(chǎn)生高達(dá)200伏的電位差。

　　2.測量電路之間的連接問題:如下圖所示，在這些電路中，參考點會因為連接多個信號電路而升高。在這種相互連接的測量電路中，由于線間電阻的增加，參考電壓必然會增加。

　　3.電磁干擾問題:這是一種常見的干擾，尤其是在長距離或干擾較大的工業(yè)環(huán)境中，很難避免測量電路中的感性和容性干擾。解決這些問題的方案主要有三種:*方案是現(xiàn)場儀表不接地，使得過程中只有一個接地點，但在實際應(yīng)用中往往很難實現(xiàn)，因為有些設(shè)備必須接地才能保證測量精度或人身安全，有些設(shè)備可能會因長期腐蝕磨損或氣候影響而形成新的接地點。

　　第二種方案是使兩個接地點的電勢相同，但由于接地點的電阻受到地質(zhì)條件、氣候變化等諸多因素的影響，通常很難實現(xiàn)。第三種方案是在過程中使用信號隔離器。信號隔離器采用隔離技術(shù)，切斷過程中的直接電路(DC通路)，但不影響過程中信號的正常傳輸，從而徹底解決了上述問題。當(dāng)然，我們也可以使用DCS的隔離卡鍵或具有隔離能力的變送器來實現(xiàn)信號隔離，但是它們很貴，而且它們的隔離強度.抗無限射頻/電磁干擾(RFI/EMI)指標(biāo)和應(yīng)用靈活性都比信號隔離器差，更不可能像信號隔離器那樣解決信號轉(zhuǎn)換和信號分配等問題。目前，信號隔離器的原理主要分為：變壓器隔離、光電隔離和變壓器與光電聯(lián)合隔離。

　　到目前為止，信號隔離器已經(jīng)有40多年的歷史了，早期的信號隔離器(如美國MOORE、日本M-SYSTEM等)都采用了變壓器隔離方式，其特點是：性能穩(wěn)定，使用壽命長(例如：日本M-SYSTEM公司M2系列隔離變換器標(biāo)稱使用壽命長達(dá)70年!負(fù)載能力強，隔離強度高，但電路復(fù)雜，生產(chǎn)工藝要求高。近年來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，光耦合器(opticalcoupler)生產(chǎn)的光電隔離器逐漸出現(xiàn)。其特點是性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，線路簡單，成本低，但與變壓器隔離方式相比，使用壽命略短。在一些現(xiàn)場干擾大、工藝要求高的場合，出現(xiàn)了變壓器和光電聯(lián)合信號隔離器，其隔離能力更強。

　　信號隔離器的原理隔離器實現(xiàn)了輸入輸出對電源對地的四端三重隔離電路設(shè)計，因此不需要系統(tǒng)接地電路，給設(shè)計和現(xiàn)場施工帶來了極大的便利。正是因為這種信號線不需要共同設(shè)計，檢測和控制電路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強，從而提高了整個系統(tǒng)的可靠性。此外，該隔離器產(chǎn)品除了具有較強的濾波能力外，還具有較強的信號處理能力，可接受和處理各種信號，如熱電偶、熱電阻、頻率等。