Applicazioni dei convertitori analogici e della separazione galvanica

Convertono segnali elettrici generati da sensori di misura di grandezze fisiche quali: temperatura (termocoppie e termoresistenze PT100), frequenza (proximity, contatti, fotocellule), corrente (TA, sensori Hall), resistenza (potenziometri), tensione, pres-sione, livello ecc…, in segnali elettrici standardizzati, adattandoli agli ingressi / usci-te di PLC, DCS e PC industriali (controllo), oppure convertono un segnale analogico dato in uno diverso, adattandolo agli ingressi / uscite del controllo, o consentono la trasmissione a distanza del segnale priva di disturbi per mezzo della separazione galvanica (fig.1).

Adattamento tra segnale di uscita di sensori e segnale di ingresso dei controlli

Trasmissione a distanza del segnale
I segnali in tensione arrivano max. a 10-20 m di distanza, oltre perdono affidabili-tà e diventano molto sensibili ai disturbi indotti e di terra, per questo motivo, per trasmettere a distanze oltre i 20 m, un segnale in tensione, è necessario convertirlo in un segnale in corrente e separato galvanicamente (fig.2).
I segnali in corrente superano 300 m di distanza di trasmissione e sono meno sensibili ai disturbi indotti. Per trasmettere a distanza un segnale in corrente è necessaria la separazione galvanica.

Separazione galvanica del segnale (isolamento del segnale):

• isola e separa elettricamente il circuito del sensore, dal circuito del controllo e dal circuito di alimentazione; quindi ogni circuito lavora riferito al proprio potenziale zero che, essendo isolato dagli altri circuiti, non può essere alterato dalle differen-ze di potenziale sempre presenti tra riferimenti di terra diversi (fig.3)

• isola e separa i diversi potenziali di terra tra alimentazione, controllo e sensori /attuatori
• consente la trasmissione del segnale senza errori o disturbi e con maggiore affidabilità
• più alto è l’isolamento (in kV), maggiore è la sicurezza di trasmissione in presenza di potenziali di terra, disturbi elettromagnetici, transienti (fulminazioni, scariche, ecc…) (fig 4)
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La separazione galvanica è necessaria quando:

• a distanza tra controllo e sensore/attuatore è maggiore di 20 m
• i riferimenti di terra o di massa sono diversi
• i potenziali di terra sono elevati, o possono esserlo in caso di scariche o correnti disperse a terra
• sono presenti disturbi elettromagnetici
• i cavi di segnale sono cablati in condotti con cavi di potenza (fig. 5)

Collegamento dei convertitori analogici in serie e in parallelo

• Per ottenere la ridondanza di un segnale o semplicemente per duplicarlo, è possi-bile collegare l’ingresso di più convertitori ad un unico sensore.
• In caso di segnali in corrente, l’ingresso dei convertitori andrà collegato in serie (fig. 6).

• In caso di segnali in tensione, l’ingresso dei convertitori andrà collegato in paral-lelo (fig. 7)