Des problèmes peuvent survenir lorsque des fils de signal 4-20 mA non isolés ont des chemins de terre aux deux extrémités de la boucle.
Lorsque les tensions (V) aux deux points de masse sont différentes, un chemin de courant circulant et fermé (I) est formé par les fils de cuivre utilisés pour le signal 4-20 mA et la masse (Figure 1). Lorsque cela se produit, un courant de boucle de masse est introduit dans la boucle, provoquant une erreur de mesure.
Une boucle de masse se forme lorsque trois conditions sont présentes :
1) Il y a deux terres, 2) Les terres sont à des potentiels différents, et 3) Il y a un chemin galvanique entre les terres.
L'élimination de l'une de ces trois conditions supprimera la boucle de masse. Cependant, parce que le nombre de terrains ne peut pas toujours être contrôlé, et parce qu'il est souvent impossible de simplement "soulever" un terrain, les première et deuxième conditions ne sont pas des candidats plausibles pour l'élimination.
Un isolateur de signal peut être utilisé pour "casser" le chemin galvanique entre les deux terres (Figure 2). Lorsque le chemin conducteur entre les tensions différentielles est rompu, la boucle de masse a été éliminée.
Briser le chemin galvanique
Un chemin galvanique est une connexion électrique directe entre deux ou plusieurs circuits électriques qui permettent au courant de circuler. Le travail d'un isolateur est de rompre le chemin galvanique entre les circuits qui sont liés ou "mis à la terre" à différents potentiels. La rupture de ce chemin galvanique peut être accomplie par un certain nombre de moyens, y compris des méthodes électromagnétiques, optiques, capacitives, inductives et même acoustiques.
Blue-White produits utilisent généralement les méthodes électromagnétiques et optiques.
Isolation Optique—L'isolation optique utilise la lumière pour transférer un signal entre les éléments d'un circuit.
Un circuit d'isolation optique est composé de deux parties de base : une source lumineuse (généralement une diode électroluminescente LED, agissant comme émetteur) et un détecteur photosensible (généralement un phototransistor, agissant comme récepteur). Le signal de sortie de l'optocoupleur est proportionnel à l'intensité lumineuse de la source. L'entrefer isolant entre la LED et le phototransistor sert de séparation galvanique entre les circuits.
L'isolation optique a une meilleure réjection du bruit en mode commun, est généralement observée dans les circuits numériques, n'est pas sensible à la fréquence, est plus petite et peut parfois fournir des niveaux d'isolation plus élevés que l'isolation du transformateur.
Isolement électromagnétique— L'isolation électromagnétique, souvent appelée isolation par transformateur, utilise un transformateur pour coupler électromagnétiquement le signal souhaité à travers un entrefer ou un espace d'isolation non conducteur. L'intensité du champ électromagnétique est proportionnelle au signal d'entrée appliqué au transformateur. Les transformateurs sont très efficaces et rapides pour transférer des signaux AC (courant alternatif).
