Varför ska sensorer anslutas galvaniskt isolerade?
Att ansluta en fysisk sensor till ett datainsamlingssystem kräver eftertanke. En laboratorieanslutning kan fungera bra när den är ansluten till korta ledningar i godartad miljö. När den är monterad i den verkliga världen av elektromagnetiska signaler med repetitiva eller enstaka störningar, bör flera saker övervägas. Dessa ämnen behandlas grundligt i Dataforths applikationsrapport: ”AN116 – Why Use Isolated Signal Conditioners”.
Överspänning
Ofta förbises risken med oavsiktlig koppling till kraftnätsspänningar. Inuti ett upptaget elektronikskåp kan detta enkelt hända antingen med ett installationsfel, eller att en lös kopplingstråd kommer åt hög spänning. En isolerande barriär hindrar en skadlig spänning från att komma in i känsliga kretsar. Dataforths signalkonditioneringsprodukter ger en 1500V motståndsbarriär mellan sensorn och ett användarsystem. Dessutom är de konstruerade för att motstå anslutning till kraftledningar utan att skada sig själva.
Överhörning
Slarvigt dragna ledningar och kablage kan naturligtvis orsaka problem. Med goda rutiner på fältet måste crosstalk/överhörning fortfarande övervägas, eftersom vissa sensorer och långa trådlöpningar uppvisar en måttlig till hög impedans till en datainsamlingspunkt. Även när det gäller aktiva eller smarta sensorer, som uppvisar höga spänningar och låga utgångsimpedanser, måste man överväga om det finns risk för överhörning. Tvinnade parledningar och skärmning är den bästa praxisen. Kom ihåg att ledningskapacitansen ökar till utgångskapacitansen vid mottagaränden. Multiplexorer tillåter en kanal att störa en annan på grund av laddning av dessa kapacitiva effekter. En signalkonditioneringsförstärkare ger låg resistans och liten, likformig kapacitans till systemmultiplexorn.
Common Mode Spänning
Common Mode Voltage, CMV, är en spänning som appliceras på båda signaltrådarna. Även med koaxialkabel hanterar användaren fortfarande två aktiva vägar och CMV kan vara närvarande. Normallägesspänning, NMV, appliceras endast på en tråd, en strömväg. Mer exakt är skillnaden i separata spänningar i varje ledning. Om summan av CMV och NMV överskrider arbetsområdet för en systemmultiplexer blir data för den kanalen ogiltig. Högspänning kan, eller kommer att kunna skada multiplexern. Även en liten överspänning kan påverka och korrumpera alla kanaler i multiplexern. En signalkonditioneringsförstärkare skyddar multiplexorn och bör vara konstruerad för att motstå stor spänning utanför sitt fullskalaområde utan att skadas.
DC Common Mode Avvisning
När Common Mode signaler ligger inom arbetsområdet för mottagande utrustning, måste även närvaron av dessa spänningar övervägas. Kom ihåg att enstaka ingångar inte är utformade för att tillåta någon vanlig Common Mode spänning. Differentiell, dubbel signalingång, tillåter att Common Mode spänning avvisas till en ibland acceptabel grad, kanske 80dB. Men även denna uppenbara höga nivå är inte tillräcklig, när signaler med låg nivå måste få en hög förstärkning. Total DC CMV avvisning kan tillhandahållas av isoleringsbarriären hos en signalkonditioneringsförstärkare.
