L’isolamento galvanico è una tecnica di condizionamento del segnale che consente di far passare il segnale dalla sorgente al dispositivo di misura tramite un trasformatore o accoppiatori ottici o capacitivi.

Oltre ad interrompere i loop di massa (o anelli di terra o ground loop), l’isolamento interrompe i picchi di tensione elevati ed elimina l’alta tensione di modo comune, proteggendo gli operatori e i dispositivi di controllo e misura.

L’isolamento a 2 vie separa galvanicamente i segnali uno dall’altro e disaccoppia i circuiti di misura. L’isolamento a 3 vie disaccoppia la tensione di alimentazione al circuito di ingresso/uscita e consente la funzione con un’unica tensione di esercizio.

Si parla di isolamento passivo quando non è richiesta alcuna alimentazione di tensione supplementare. L’alimentazione del modulo isolatore avviene attraverso il circuito d’ingresso ed è trasmessa all’uscita. Questa alimentazione tramite loop (anello) e caratterizzata da un basso assorbimento di potenza.

In ambito industriale l’isolatore viene tipicamente collocato tra un trasmettitore (es. sensore) e un ricevitore per isolare galvanicamente i segnali, tra un PLC e un inverter, o tra canali I/O di un controllore.

Vi sono dunque almeno 10 ragioni elettrico-circuitali per introdurre uno stadio di isolamento galvanico a monte del sistema di acquisizione e controllo:

• Eliminazione dei disturbi provenienti dal campo, al fine di evitare alterazioni dovute a diverse differenze di potenziale, ovvero il cosiddetto effetto di ground loop (più connessioni di terra possono determinare problemi). Ogni loop è legato ad un diverso potenziale e questa differenza (di potenziale) crea delle correnti di flusso tra le terre che si sommano ai segnali. L’uso dell’isolatore galvanico elimina questo tipo di disturbi tanto frequenti quanto pericoli negli impianti elettrici e industriali.

• Separazione dei circuiti di segnale e dell’alimentazione, in modo che ogni circuito funzioni in modo autonomo dal punto di vista dell’acquisizione e della gestione del segnale.
• Affidabilità nella trasmissione del segnale, assicurata dalla minimizzazione degli errori e dei disturbi.
• Sicurezza della trasmissione, in quanto l’elevato isolamento protegge l’elettronica
• Copertura distanza tra campo e controllo superiore ai 20 metri, assicurata dalla riconversione del segnale in µA (meno sensibile ai disturbi).
• Protezione contro elevati potenziali di terra.
• Immunità ai disturbi elettromagnetici.
• Cablaggi di segnale e di potenza nelle stessa condotta, per minimizzare l’effetto del campo magnetico
• Alimentazione dei trasduttori. Grazie all’isolatore galvanico si può anche provvedere all’alimentazione del sensore e risolvere eventuali conflitto di alimentazione sullo stesso loop.
• Tutela delle unità di controllo. Normalmente le schede isolate dei PLC sono molto più costose e con livelli di protezione inferiori rispetto ai singoli isolatori dedicati.