一種模擬信號(hào)隔離裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣，特別是一種模擬信號(hào)隔離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾信號(hào)復(fù)雜多樣，為了提高設(shè)備工作的可靠性和安全性，需在控制系統(tǒng)的模擬信號(hào)輸出端與被控設(shè)備的信號(hào)輸入端之間串接模擬信號(hào)隔離裝置，以隔離外部各種干擾信號(hào)。隔離是指電氣上的隔離，即使信號(hào)通過其他途徑進(jìn)行傳輸，避免電氣上的直接相連。目前常用的隔離方式有變壓器隔離、光電隔離和電容隔離。
[0003]變壓器隔離是通過磁耦合將信號(hào)從初級(jí)傳遞到次級(jí)，起到電氣隔離的作用。變壓器隔離裝置體積大，隔離信號(hào)的頻帶寬度有限;光電隔離是以光為媒介傳輸電信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)，但線性度不好，溫度穩(wěn)定性欠佳；電容隔離是利用電容器的電荷感應(yīng)現(xiàn)象傳遞信號(hào)，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，但是其線性度與溫度穩(wěn)定性差，因此，隔離裝置的改進(jìn)和創(chuàng)新勢(shì)在必行。
[0004]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種模擬信號(hào)隔離裝置，采用電容耦合的隔離運(yùn)算放大器，能保證有良好的線性度與較大的傳輸信號(hào)帶寬，可有效解決現(xiàn)有模擬信號(hào)隔離裝置線性度與溫度穩(wěn)定性差的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本實(shí)用新型之目的就是提供一種模擬信號(hào)隔離裝置，可有效解決現(xiàn)有模擬信號(hào)隔離裝置線性度與溫度穩(wěn)定性差的問題。
[0006]本實(shí)用新型解決的技術(shù)方案是，一種模擬信號(hào)隔離裝置，包括殼體和裝在殼體內(nèi)的控制電路，殼體上分別設(shè)置有信號(hào)輸入接口、24VDC電源接口和信號(hào)輸出接口，控制電路包括第一隔離電源、第二隔離電源、隔離運(yùn)算放大器、低通濾波器和增益微調(diào)模塊，信號(hào)輸入接口與運(yùn)算放大器的信號(hào)輸入端相連，24VDC電源接口分別與第一隔離電源、第二隔離電源的輸入端相連，第一隔離電源的輸出端與隔離運(yùn)算放大器的輸入側(cè)的電源輸入端相連，第二隔離電源的輸出端分別與隔離運(yùn)算放大器的輸出側(cè)的電源輸入端和增益微調(diào)模塊的電源輸入端相連，隔離運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端與低通濾波器的信號(hào)輸入端相連，低通濾波器的信號(hào)輸出端與增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸入端相連，增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸出端與信號(hào)輸出接口相連。
[0007]本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡(jiǎn)單合理，易生產(chǎn)，成本低，體積小、重量輕，精度高，能保證有良好的線性度與較大的傳輸信號(hào)帶寬，使用方便，效果好，有良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型殼體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本實(shí)用新型控制電路的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0011]由圖1-2給出，本實(shí)用新型包括殼體I和裝在殼體內(nèi)的控制電路，殼體上分別設(shè)置有信號(hào)輸入接口 3、24VDC電源接口 4和信號(hào)輸出接口 5，控制電路包括第一隔離電源、第二隔離電源、隔離運(yùn)算放大器、低通濾波器和增益微調(diào)模塊，信號(hào)輸入接口與運(yùn)算放大器的信號(hào)輸入端相連，24VDC電源接口分別與第一隔離電源、第二隔離電源的輸入端相連，第一隔離電源的輸出端與隔離運(yùn)算放大器的輸入側(cè)的電源輸入端相連，第二隔離電源的輸出端分別與隔離運(yùn)算放大器的輸出側(cè)的電源輸入端和增益微調(diào)模塊的電源輸入端相連，隔離運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端與低通濾波器的信號(hào)輸入端相連，低通濾波器的信號(hào)輸出端與增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸入端相連，增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸出端與信號(hào)輸出接口相連。
[0012]為保證使用效果，所述的殼體上設(shè)置有與增益微調(diào)模塊相連的增益微調(diào)旋鈕2;
[0013]所述的殼體為方形或圓形；
[0014]所述的24VDC電源接口4為市售產(chǎn)品(現(xiàn)有技術(shù))，如采用DC005電源口，用于連接24V直流電源，給隔離裝置供電；
[0015]所述的信號(hào)輸入接口與信號(hào)輸出接口均采用2芯航空插頭母口，以提高隔離裝置的抗干擾性能；
[0016]所述的增益微調(diào)旋鈕用于微調(diào)隔離裝置的增益范圍，使輸出信號(hào)精準(zhǔn)逼近輸入信號(hào)；
[0017]所述的第一隔離電源與第二隔離電源均為市售產(chǎn)品，可采用金升陽A2415D-2WR2電源模塊，輸入24V直流，輸出± 15V直流，分別給隔離運(yùn)算放大器的信號(hào)輸入側(cè)與信號(hào)輸出側(cè)供電，同時(shí)第二隔離電源還為增益微調(diào)模塊提供電能；
[0018]所述的隔離運(yùn)算放大器為IS0122精密隔離放大器，成本低，線性度好、帶寬較寬且外圍電路簡(jiǎn)單；
[0019]所述的低通濾波器為7階LC巴特沃斯型低通濾波器，用于濾除信號(hào)在隔離環(huán)節(jié)中混入的高次諧波，其截止頻率高于傳輸信號(hào)帶寬；
[0020]所述的增益微調(diào)模塊為ADA620儀表程控放大器，通過對(duì)其微調(diào)來補(bǔ)償信號(hào)在隔離及傳輸過程中的衰減。
[0021]本實(shí)用新型的工作過程為:輸入信號(hào)U1經(jīng)信號(hào)輸入接口輸入隔離裝置，經(jīng)隔離運(yùn)算放大器隔離，低通濾波器濾波，增益微調(diào)模塊對(duì)信號(hào)增益進(jìn)行微調(diào)，最后輸出信號(hào)U。經(jīng)信號(hào)輸出接口輸出，隔離裝置保證了UcFm。具體的使用方法為:
[0022]1、通過24VDC電源接口給隔離裝置提供24V直流電源；
[0023]2、經(jīng)信號(hào)輸入接口輸入一測(cè)試信號(hào)，用示波器監(jiān)測(cè)輸入信號(hào)與輸出信號(hào)波形，調(diào)節(jié)增益微調(diào)旋鈕使兩波形參數(shù)一致；
[0024]3、將控制系統(tǒng)模擬信號(hào)輸出端連接隔離裝置信號(hào)輸入接口，信號(hào)輸出接口連接被控設(shè)備信號(hào)輸入端即可。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型體積小、重量輕，與簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，使生產(chǎn)成本得到了降低，同時(shí)線性度好，精度高，能保證有良好的線性度與較大的傳輸信號(hào)帶寬，解決現(xiàn)有模擬信號(hào)隔離裝置線性度與溫度穩(wěn)定性差的問題，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值，是隔離裝置上的創(chuàng)新，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種模擬信號(hào)隔離裝置，包括殼體和裝在殼體內(nèi)的控制電路，其特征在于，殼體上分別設(shè)置有信號(hào)輸入接口( 3 )、24VDC電源接口( 4 )和信號(hào)輸出接口( 5 )，控制電路包括第一隔離電源、第二隔離電源、隔離運(yùn)算放大器、低通濾波器和增益微調(diào)模塊，信號(hào)輸入接口與運(yùn)算放大器的信號(hào)輸入端相連，24VDC電源接口分別與第一隔離電源、第二隔離電源的輸入端相連，第一隔離電源的輸出端與隔離運(yùn)算放大器的輸入側(cè)的電源輸入端相連，第二隔離電源的輸出端分別與隔離運(yùn)算放大器的輸出側(cè)的電源輸入端和增益微調(diào)模塊的電源輸入端相連，隔離運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端與低通濾波器的信號(hào)輸入端相連，低通濾波器的信號(hào)輸出端與增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸入端相連，增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸出端與信號(hào)輸出接口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬信號(hào)隔離裝置，其特征在于，所述的殼體上設(shè)置有與增益微調(diào)模塊相連的增益微調(diào)旋鈕(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬信號(hào)隔離裝置，其特征在于，所述的殼體為方形或圓形。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種模擬信號(hào)隔離裝置，可有效解決現(xiàn)有模擬信號(hào)隔離裝置線性度與溫度穩(wěn)定性差的問題，技術(shù)方案是，信號(hào)輸入接口與運(yùn)算放大器的信號(hào)輸入端相連，24VDC電源接口分別與第一隔離電源、第二隔離電源的輸入端相連，第一隔離電源的輸出端與隔離運(yùn)算放大器的輸入側(cè)的電源輸入端相連，第二隔離電源的輸出端分別與隔離運(yùn)算放大器的輸出側(cè)的電源輸入端和增益微調(diào)模塊的電源輸入端相連，隔離運(yùn)算放大器的信號(hào)輸出端與低通濾波器的信號(hào)輸入端相連，低通濾波器的信號(hào)輸出端與增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸入端相連，增益微調(diào)模塊的信號(hào)輸出端與信號(hào)輸出接口相連，本實(shí)用新型能保證有良好的線性度與較大的傳輸信號(hào)帶寬。
【IPC分類】G08C19/00
【公開號(hào)】CN205211157
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521085746
【發(fā)明人】許增淵, 王利超
【申請(qǐng)人】河南理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月23日