隔离器的设计及工作原理

多台隔离器同时连接的系统电路示意图

在上图中，I4=I1+I2+I3 ，I5=0，I6=0，I7=0，I8=0，I9=0，I10=0，I11=0，为什么I5～I11电流为零？

回路电流定理：在独立的电源回路中，流出电源正极的电流等于流回电源负极的电流，这个结论基于能量守恒原则，流进和流出电流两者完全相等，如图。

根据这个原理，在系统里，输入信号、输出信号以及电源只要有独立的电源回路，回路电流就不会流进大地或者PLC的参考点， 产生共模电压误差，只是浮置在地电平上。即使电源和大地两者之间用很细很长的导线连接, 也不会累积起地线误差电位因为流进参考点的电流为零，所以地电平才能真正做到零电位。

在隔离器中，这个独立的电源由电源变压器付边绕组产生，隔离器中每个功能回路，如输入回路输出回路等，都需配置一个这样的独立电源，如图。

如果仪表的输入回路、输出回路都不使用隔离的电源会产生多大的地线误差电位？以下图进行说明。

假设现场有100个4～20mA信号，如果信号都是20mA，100乘以20mA就是2A，如果100台表地线电阻为0.5Ω,地电位就上翘1V，这对于250Ω取样PLC卡件，影响是量程的25％,对于25Ω取样的PLC卡件来说，影响已达到量程的250％了。

实际使用中,100台仪表的地线连接电阻远远大于0.5Ω，每台表的输出是不停地在4～20mA内变化，所以不加隔离，采用铜排来降低地线电阻，是不可能将系统稳定下来的。

上述隔离模式原理清楚，简单易行，但要素必须完备。