Wat een signaalisolator is
Een signaalisolator geeft een meetsignaal door van het ene circuit naar het andere, zonder elektrische verbinding tussen beide. Hij wordt geplaatst waar twee uiteinden van een kring op een verschillend aardpotentiaal staan, of waar een lange kabel storing opvangt die anders in de aflezing zou verschijnen. De isolator verandert de waarde niet; hij haalt het geleidende pad weg waarlangs een zwerfstroom zou lopen.
Onder dezelfde naam worden vaak twee uitvoeringen geleverd. Een isolator geeft een signaal door van een apparaat dat al zijn eigen voeding heeft. Een verdeler voedt ook het veldapparaat, en dat is wat een tweedraads transmitter nodig heeft, omdat die zijn voeding via hetzelfde aderpaar krijgt als zijn signaal. De twee zijn niet uitwisselbaar: een tweedraads transmitter op een gewone isolator krijgt simpelweg geen voeding, en een afzonderlijk gevoede bron op een verdeler laat twee voedingen om één kring vechten.
De keuze hangt op vier vragen: of het veldapparaat voeding nodig heeft, wat de ingangs- en uitgangssignaalvormen zijn, welke belasting de uitgang kan aansturen terwijl hij zijn nauwkeurigheid houdt, en welke isolatie de toepassing vraagt. De ingangs- en uitgangsvorm moeten samen worden bepaald en niet één voor één, omdat een geïsoleerd signaal alleen in de evenredige vorm van het origineel kan worden weergegeven.
Hoe een signaalisolator meet
Isolatie wordt bereikt door het signaal via een barrière te leiden die geen geleider kruist, meestal langs magnetische of optische weg. Het ingangssignaal wordt omgezet in een vorm die de barrière kan passeren, overgedragen, en aan de andere kant gereconstrueerd als dezelfde evenredige waarde. Omdat de twee zijden geen geleider delen, heeft een potentiaalverschil tussen hen geen pad waarlangs het een stroom door de signaalkabel kan drijven, en dat is het mechanisme waarmee een aardlus een verschuiving toevoegt aan een aflezing die verder correct is.
Het onderdrukken van common-mode storing volgt uit dezelfde opzet. Een spanning die op beide geleiders van een ingangspaar wordt geïnduceerd, zoals een die wordt opgepikt in een kabelgoot die met een aandrijving wordt gedeeld, komt aan de ontvangende kant aan als een differentiaal van nul. Een filter verzwakt zo'n signaal; een isolatiebarrière haalt de route weg waarlangs het de meting bereikte. Daarom is een signaal dat nog steeds wegdrijft wanneer een aandrijving in de buurt draait, een geval voor een isolator en niet voor een zwaarder filter.
De uitgangstrap bepaalt waarop het geïsoleerde signaal kan worden aangesloten. Een stroomuitgang stuurt een belasting aan tot een opgegeven weerstand, en dat dekt een ontvangend instrument plus de kabel ernaartoe. Een spanningsuitgang is een bron en vraagt daarom dat zijn belasting boven een minimum ligt en niet onder een maximum; een lichtere belasting haalt de uitgang buiten zijn opgegeven nauwkeurigheid in plaats van hem te beschadigen. Beide getallen gelden bij de nauwkeurigheid waarvoor de module is gespecificeerd, en niet als absolute grenzen.
Configuratiekeuzes
Het grootste deel van de specificatie wordt bepaald door deze beslissingen en niet door de nauwkeurigheidsklasse. Elke beslissing beperkt de volgende, en daarom worden ze op volgorde vastgesteld.
| Configuratie | Opties om te bepalen | Wat het werkelijk bepaalt |
| Isolator of verdeler | Enkele isolatie, of isolatie met een voeding voor het veldapparaat | Of een tweedraads transmitter kan worden aangesloten. Dat wordt door het veldapparaat bepaald en niet door een voorkeur. |
| Ingangsvorm | Stroom- of spanningskring, binnen een vastgelegde reeks bereiken | Wat de module kan accepteren. Een spanningingang die als stroomingang wordt behandeld, lijkt laag af te lezen in plaats van te falen. |
| Uitgangsvorm | Stroom of spanning, in de evenredige vorm van de ingang | Wat de ontvangende apparatuur ziet. De vorm is bij de meeste modules niet in het veld om te schakelen, dus hij staat vast bij de bestelling. |
| Kanaalconfiguratie | Eén kanaal, één ingang naar twee uitgangen, of twee onafhankelijke kanalen | Of één veldsignaal twee bestemmingen moet bereiken, en hoeveel modules de kastdiepte moet kunnen houden. |
| Isolatieniveau | De houdspanning tussen ingang, uitgang en voeding | Het potentiaalverschil waarover de module kan staan, en dat is wat een aardlus of een testspanning hem oplegt. |
| Belastbaarheid van de uitgang | Maximale weerstand bij een stroomuitgang, of minimum bij een spanningsuitgang | Of de module het ontvangende instrument en de kabel kan aansturen terwijl hij de opgegeven nauwkeurigheid houdt. |
| Montagebreedte | De breedte per module op een DIN-rail | Hoeveel kanalen in de kast passen, en dat is op een grote installatie vaak de bepalende factor en niet de specificatie. |
| Aansluiting en voeding | Steekbare klemmen, en de voedingsspanning die in de kast beschikbaar is | Hoe snel een module kan worden vervangen zonder de veldbedrading te verstoren, en of hij op de al aanwezige voeding kan draaien. |
Hoe u een signaalisolator kiest
| Criterium | Waarom het de uitkomst bepaalt | Hoe u dit vóór de aanvraag bepaalt |
| Of het veldapparaat via de kring wordt gevoed | Het scheidt de twee uitvoeringen, en een fout hierin laat het veldapparaat zonder voeding of zet twee voedingen op één paar | Geef het type veldapparaat door en hoe het wordt gevoed, en niet alleen het signaal dat het levert. |
| Vormen van ingangs- en uitgangssignaal | Ze moeten samen worden gekozen, omdat de uitgang alleen de evenredige vorm van de ingang kan zijn | Geef het bronsignaal en het signaal dat de ontvangende apparatuur verwacht, als een paar. |
| Ontvangende belasting | Een stroomuitgang heeft een maximale belasting en een spanningsuitgang een minimale, beide gekoppeld aan het nauwkeurigheidsgetal | Geef aan wat het signaal aanstuurt en hoe lang de kabel ernaartoe is. |
| Aantal bestemmingen | Een signaal dat op twee plaatsen nodig is, vraagt een module met twee uitgangen of een tweede transmitter | Som alles op wat het signaal moet ontvangen, inclusief recorders en indicatoren. |
| Isolatievereiste | De houdspanning moet groter zijn dan elk potentiaalverschil dat de installatie kan opleggen | Beschrijf waarop de twee uiteinden van de kring zijn aangesloten, want dat bepaalt het verschil. |
| Kastruimte en rail | De breedte per kanaal bepaalt hoeveel er passen, en het railtype bepaalt of de module monteert | Geef de beschikbare raillengte door en het aantal kanalen. |
| Gebiedsclassificatie | Een kring die een gevaarlijk gebied binnengaat, vraagt apparatuur die daarvoor is gecertificeerd, en de standaarduitvoering is dat niet | Geef de gebiedsclassificatie door en de zone, als die er is, aan de veldzijde van de kring. |
Het isolatiegetal is een houdspanning en geen werkspanning. Het beschrijft wat de module tussen zijn drie poorten overleeft, niet een potentiaalverschil dat continu wordt aangelegd, en het is geen uitspraak omtrent elektrische veiligheid.
De dichtstbijzijnde alternatieven
Dit zijn de typen die een aanvraag voor een signaalisolator meestal blijkt te zijn, en het punt waarop de keuze echt wordt beslist.
| Dichtstbijzijnde alternatief | Wat het onderscheidt van een signaalisolator |
| Signaalomvormers | Een omvormer verandert de vorm of het bereik van een signaal, zoals een thermokoppel naar 4-20 mA, en veel omvormers converteren zonder te isoleren. Waar de twee uiteinden van een kring al op hetzelfde potentiaal staan, is een omvormer het kleinere en goedkopere antwoord; waar dat niet zo is, is isolatie de functie die werkelijk wordt gekocht. |
| Decentrale in-/uitgangen | Decentrale in- en uitgangen verplaatsen de omzetting en de acquisitie naar het veld en vervoeren de waarden digitaal, zodat meerdere kanalen één verbinding delen. Een isolator werkt op één kring tegelijk. Bij een nieuwe installatie met een digitale bus kunnen decentrale in- en uitgangen de afzonderlijke isolatoren overbodig maken; op een bestaande analoge kring kunnen ze dat niet. |
| PLC-systemen | Een programmeerbare controller leest het signaal en handelt erop, en sommige ingangskaarten dragen kanaal-tot-kanaal-isolatie. Waar die isolatie al aanwezig is, is een aparte module overbodig; waar de kaart alleen tegen de achterplaat isoleert, is een aardlus tussen twee veldapparaten nog steeds een geval voor een isolator. |
| Overspanningsbeveiliging | Een overspanningsbeveiliging leidt een piek naar aarde af, en een isolator haalt het geleidende pad helemaal weg. De twee vullen elkaar aan in plaats van dat ze alternatieven zijn: een beveiliging begrenst wat de kast bereikt, en een isolator breekt de kring die anders een potentiaalverschil tussen twee geaarde punten zou dragen. |
| Voedingseenheden | Een verdeler voedt het veldapparaat en isoleert tegelijk zijn signaal, en dat is wat een tweedraads transmitter nodig heeft. Een voeding bekrachtigt een circuit zonder er een signaal door te sturen. Het onderscheid telt wanneer van een transmitter wordt gezegd dat hij via de lus wordt gevoed: dat is een eis aan een verdeler en niet aan een voeding. |
Wat u in de aanvraag opneemt
Het eerste antwoord kan een offerte zijn in plaats van een reeks vragen, als de aanvraag deze gegevens bevat. Is een waarde niet bekend, stuur dan de beschrijving van de meetopgave en wij bevestigen wat daaruit volgt.
- Het veldapparaat, welk signaal het levert en of het via de kring wordt gevoed
- Het signaal dat de ontvangende apparatuur verwacht, als vorm en als bereik
- Het aantal kanalen, en of een signaal twee bestemmingen moet bereiken
- Wat de uitgang aanstuurt, inclusief het ontvangende instrument en de kabellengte
- De voedingsspanning die in de kast beschikbaar is
- Het potentiaalverschil of de bron van de aardlus die de module moet doorbreken
- Of de kring een gevaarlijk gebied binnengaat, en zo ja welke zone
- De beschikbare DIN-raillengte en het aantal te plaatsen kanalen
- Of modules vervangbaar moeten zijn zonder de veldbedrading te verstoren