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Isoladores Com/Sem Fonte de Alimentação

Princípio de funcionamento:
Tensões alternadas e correntes alternadas podem ser isoladas eletricamente e transmitidas facilmente por meio de transformadores. Os transformadores são confiáveis, fáceis de produzir e adequados para altas tensões de trabalho (tensões de isolação) quando devidamente configurados.

Os transformadores não são indicados para transmissão de sinais de corrente contínua (CC). Um sinal de medição CC, portanto, primeiro é convertido em tensão alternada através de um chopper eletrônico.  Essa tensão CA é transmitida ao circuito secundário por um transformador, onde é retificada em sincronia com a frequência do chopper (ver Fig. 3) e então, amplificada ou convertida, se necessário.

Esquema de isolador com isolação por transformador

Fig. 3 – Esquema de isolador com isolação por transformador

Outro princípio de processamento de sinais é usado nos modernos amplificadores isoladores chaveáveis da série VariTrans®. O sinal de entrada é convertido em sinal retangular com frequência constante. O ciclo de trabalho da tensão retangular é mudado conforme as tensões de entrada (modulação por largura de pulso). O sinal retangular com largura de pulso modulada é transmitido para o lado de saída através de um transformador (isolado), sendo então reconvertido em tensão ou corrente através de um filtro passa-baixas (ver Fig. 4).

Princípio: Modulação por largura de pulso

Fig. 4 – Princípio: Modulação por largura de pulso

A taxa de transmissão do amplificador isolador é controlada por um microcontrolador. Os ajustes são feitos por chaves DIL. Como essas chaves não são incorporadas ao feedback negativo dos circuitos do amplificador, mas somente sinais digitais de chaveamento, elas não conduzem correntes e não podem causar quaisquer falhas de resistência de contato.

 1.1 Isoladores ativos (amplificadores isoladores)
Os amplificadores isoladores são os melhores tipos conhecidos de aparelhos para isolação galvânica de sinais de medição. Além da isolação de potencial, esses aparelhos podem também ser usados como transmissores para conversão de sinais de tensão ou corrente em sinais convencionais de 20 mA ou 10 V. Quando os sinais de medição são transmitidos na razão 1:1, eles são usados também para aumentar a capacidade de carga dos sinais. O efeito de carga no sinal de entrada causado pelo amplificador isolador geralmente é desprezível. Os amplificadores isoladores geralmente precisam de uma fonte de alimentação externa. Exemplos típicos são os amplificadores isoladores chaveáveis VariTrans® P 27000 e P 15000.

Amplificadores isoladores para processamento de sinais unipolares
Os amplificadores isoladores que são indicados apenas para transmissão de sinais de medição unipolares podem ser usados para muitas aplicações como, por exemplo, processamento de sinais convencionais de 0/4 a 20 mA e 0 a 10 V. Para transmissão exata, mesmo próximo a zero, todavia, a faixa de controle dos amplificadores isoladores unipolares da Knick estende-se alguns percentuais na faixa negativa (ver Fig. 5).

Esquema de um amplificador isolador unipolar ativo

Fig. 5 – Esquema de um amplificador isolador unipolar ativo

Amplificadores isoladores para processamento de sinais bipolares
Os sinais de medição bipolares frequentemente precisam ser processados quando, por exemplo, as correntes de motores precisam ser medidas em ambas as direções de rotação. Os sinais bipolares devem também ser processados quando as distâncias são medidas ou para melhor resolução dos sinais de medição. A Knick fornece também diferentes tipos de amplificadores isoladores bipolares como, por exemplo, o VariTrans® A 26000 para sinais convencionais bipolares (ver Fig. 6).

Esquema de um amplificador isolador bipolar ativo

Fig. 6 – Esquema de um amplificador isolador bipolar ativo

 1.2 Amplificadores isoladores passivos
Os amplificadores isoladores ativos são absolutamente necessários para isolamento elétrico de sinais de corrente injetados. Os isoladores passivos frequentemente podem também ser usados sem limitação.

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