Signalwandler und -isolatoren spielen eine zentrale Rolle in der industriellen Messtechnik und Automatisierungstechnik. Sie sorgen dafür, dass Messsignale in einer präzisen und sicheren Art und Weise übertragen und verarbeitet werden können. Ihre Bedeutung liegt vor allem in der galvanischen Trennung und Anpassung von Signalen, was entscheidend für die Vermeidung von Störungen und Erdschleifen ist.
Was sind Signalwandler?
Signalwandler, auch bekannt als Transmitter oder Messumformer, sind elektronische Geräte, die ein physikalisches Signal in ein anderes umwandeln. Diese Umwandlung ist essenziell, um die Weiterverarbeitung eines Signals zu ermöglichen. Ein typisches Beispiel ist die Umwandlung eines Temperaturwertes, der von einem Thermoelement in eine Spannung geliefert wird, in ein normiertes 4-20 mA Signal, das von einer Steuerung oder einem Regler verarbeitet werden kann. Diese normierten Signale sind ein Standard in der Industrie, da sie über große Distanzen nahezu verlustfrei übertragen werden können.
Wichtige Funktionen von Signalwandlern
- Signalverstärkung: In einigen Fällen ist das ursprüngliche Signal zu schwach, um korrekt ausgewertet zu werden. Der Signalwandler verstärkt das Signal, sodass es für das Empfangsgerät geeignet ist.
- Signalumformung: Wie bereits erwähnt, wandeln Signalwandler ein physikalisches Signal in ein normiertes elektrisches Signal um. Dies ermöglicht eine einheitliche Verarbeitung in Steuerungssystemen.
- Filtern von Störungen: Signalwandler können auch dazu verwendet werden, unerwünschte Störungen und Rauschen aus dem Signal zu filtern, um präzisere Messwerte zu erhalten.
Was sind Signalisolatoren?
Signal- oder Trennverstärker, wie sie auch genannt werden, haben die Aufgabe, Signale galvanisch voneinander zu trennen. Galvanische Trennung bedeutet, dass keine direkte elektrische Verbindung zwischen zwei Schaltkreisen besteht. Dadurch können unterschiedliche Potenziale und Erdschleifenprobleme vermieden werden. In der Praxis kann dies verhindern, dass sich Fehler und Störungen auf andere Teile des Systems ausbreiten und die Genauigkeit der Messung beeinträchtigen.
Wichtige Funktionen von Signalisolatoren
- Galvanische Trennung: Der wichtigste Grund für den Einsatz von Signalisolatoren ist die galvanische Trennung. Diese schützt empfindliche Messgeräte vor hohen Spannungen und stellt sicher, dass sich Fehler auf einem Schaltkreis nicht auf andere auswirken.
- Vermeidung von Erdschleifen: In großen industriellen Anlagen kann es vorkommen, dass unterschiedliche Erdungspotenziale zu Messfehlern führen. Signalisolatoren unterbrechen diese Erdverbindungen und verhindern dadurch unerwünschte Störströme.
- Verstärkung und Filterung: Wie bei Signalwandlern können auch Signalisolatoren das Signal verstärken und störungsfrei übertragen.
Anwendungsbereiche für Signalwandler und -isolatoren
Signalwandler und -isolatoren kommen in einer Vielzahl von Industrien zum Einsatz, darunter:
- Automatisierungstechnik: Hier sorgen sie für die sichere Übertragung von Messdaten, die für die Steuerung und Regelung von Prozessen verwendet werden.
- Energietechnik: In Kraftwerken und Verteilungsanlagen wird häufig mit hohen Spannungen und Strömen gearbeitet. Signalisolatoren schützen hier die empfindlichen Steuerungen und Messgeräte vor gefährlichen Spannungsspitzen.
- Medizintechnik: In medizinischen Geräten, wo höchste Präzision und Sicherheit gefordert sind, finden Signalisolatoren ebenfalls Anwendung.
- Prozessindustrie: In der Chemie- und Pharmaindustrie tragen Signalwandler dazu bei, dass sensible Messwerte zuverlässig erfasst und verarbeitet werden.
Vorteile von Signalwandlern und -isolatoren
- Sicherheit: Durch die galvanische Trennung wird die Sicherheit von Anlagen erhöht, da Spannungsüberschläge oder Störungen nicht auf andere Teile des Systems übertragen werden können.
- Präzision: Signalwandler und -isolatoren sorgen dafür, dass Signale sauber und ohne Störungen übertragen werden, was eine hohe Messgenauigkeit garantiert.
- Flexibilität: Dank der Möglichkeit, Signale zu wandeln und anzupassen, können verschiedene Arten von Sensoren und Aktoren in ein einheitliches Steuerungssystem integriert werden.
- Schutz vor Überspannungen: Besonders in industriellen Umgebungen, in denen es zu Spannungsspitzen kommen kann, bieten Signalisolatoren einen effektiven Schutz vor Beschädigungen.
