Signal Isolator란 무엇인가요?

Signal Isolator는 입력측과 출력측 사이의 직접적인 전기 연결을 분리하면서 측정신호를 전달하는 장치입니다. 주로 4-20mA, 0-10V, 1-5V, 온도센서 변환신호, PLC·DCS Analog Input 신호 등에 사용되며, 입력과 출력 사이를 절연하여 서로 다른 장비의 Ground가 신호선을 통해 직접 연결되는 것을 줄여줍니다.

센서 신호 Isolator는 언제 사용해야 하나요?

센서와 PLC의 Ground 전위가 달라서 측정값이 흔들리거나 일정한 Offset이 발생할 때, 혹은 하나의 센서 신호를 PLC와 Recorder 등 여러 장비에 동시에 연결하여 각 장비의 입력회로와 Ground 구조가 서로 영향을 줄 때 사용할 수 있습니다.

Signal Isolator란? 센서 신호 절연이 필요한 경우와 적용 방법

Name: 센서 신호 Isolator
Brand: 산업계측 기술연구소
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2026년 8월 15일 읽는 시간 약 10분 조회 21

센서 출력은 정상인데 PLC나 DCS에서 측정값이 흔들리거나, 서로 다른 설비를 연결했을 때만 값이 달라지는 경우가 있습니다.

이때 원인이 접지 전위차나 서로 다른 전원계통 사이의 전기적 연결이라면 Signal Isolator가 해결책이 될 수 있습니다.

하지만 Isolator는 모든 노이즈를 제거하는 장비가 아닙니다.

핵심은 “절연이 필요한 문제인지 먼저 확인하고 사용하는 것”입니다.

Signal Isolator란?

Signal Isolator는 입력측과 출력측 사이의 직접적인 전기 연결을 분리하면서 측정신호를 전달하는 장치입니다.

산업 현장에서는 주로 다음과 같은 신호에 사용됩니다.

4-20mA
0-10V
1-5V
온도센서 변환신호
PLC·DCS Analog Input 신호

입력과 출력 사이를 절연하면 서로 다른 장비의 Ground가 신호선을 통해 직접 연결되는 것을 줄일 수 있습니다.

Signal Isolator가 필요한 대표적인 경우

1. 센서와 PLC의 Ground 전위가 다를 때

서로 다른 전원이나 접지계통을 사용하는 장비를 연결하면 Ground 사이에 전위차가 생길 수 있습니다.

이 전위차가 신호회로를 통해 흐르면 측정값이 흔들리거나 일정한 Offset이 발생할 수 있습니다.

이런 경우에는 센서를 교체하기 전에 Ground 전위차와 신호회로 연결상태를 먼저 확인하는 것이 좋습니다.

Ground Loop의 발생 원리는 아래 글에서 별도로 설명하고 있습니다.

4-20mA 신호에 발생하는 Ground Loop 원인과 해결 방법

2. 한 신호를 여러 장비에 연결할 때

하나의 센서 신호를 PLC와 Recorder 등 여러 장비에서 동시에 사용하면 각 장비의 입력회로와 Ground 구조가 서로 영향을 줄 수 있습니다.

이때 단순히 신호선을 병렬로 추가하는 것보다 신호 분배와 절연 기능을 함께 제공하는 Isolator를 사용하는 방식이 적합할 수 있습니다.

다만 실제 연결 가능 여부는 출력장치의 허용부하와 각 입력장치의 사양을 확인해야 합니다.

3. 서로 다른 전원계통 사이에서 신호를 전달할 때

서로 다른 Panel이나 전원계통에 설치된 장비끼리 Analog Signal을 주고받는 경우에도 Isolator를 검토할 수 있습니다.

특히 장비 사이의 Ground 기준이 같다고 확신하기 어려운 경우에는 단순 배선 연결보다 절연구성을 확인하는 것이 안전합니다.

Signal Isolator가 해결하지 못하는 문제

Isolator를 설치하면 모든 측정값 흔들림이 사라질 것이라고 생각하면 안 됩니다.

예를 들어 센서 자체 출력에 이미 Differential Noise가 포함되어 있다면 절연만으로 해결되지 않을 수 있습니다.

또 다음과 같은 문제는 별도로 확인해야 합니다.

센서 자체 고장
단자 접촉불량
전원 불안정
잘못된 PLC Scaling
케이블 손상
실제 공정값 변동
인버터 등에 의한 유도 노이즈

Common Mode와 Differential Mode Noise를 구분하는 방법은 아래 글에서 확인할 수 있습니다.

Common Mode Noise란? Differential Mode Noise와 차이｜센서 측정값 흔들림 원인

Isolator 적용 전 먼저 확인할 것

측정값이 불안정하다고 바로 Isolator를 추가하기보다 다음 순서로 점검하는 것이 좋습니다.

센서 출력단에서 신호가 정상인지 확인합니다.
PLC 입력단에서 같은 신호를 다시 측정합니다.
두 지점에서 값이 달라지는지 비교합니다.
센서측과 PLC측 Ground 전위를 확인합니다.
전원과 배선 접촉상태를 점검합니다.
절연 후 개선될 가능성이 있는 문제인지 판단합니다.

핵심은 Isolator 설치 전과 후를 비교할 수 있는 측정값을 확보하는 것입니다.

4-20mA Isolator 적용 예

예를 들어 현장 Transmitter에서 12.00mA가 정상적으로 출력되고 있다고 가정해보겠습니다.

Transmitter 단자에서는 12.00mA가 안정적인데 PLC에서만 측정값이 반복적으로 변한다면 센서 자체보다 중간회로를 먼저 확인해야 합니다.

이때 Ground 전위차가 확인되고 배선과 입력회로에 다른 이상이 없다면 Isolator 적용을 검토할 수 있습니다.

반대로 Transmitter 출력단에서부터 전류가 흔들린다면 Isolator보다 센서, 전원 또는 공정조건을 먼저 점검해야 합니다.

Signal Isolator를 고를 때 확인할 항목

단순히 “4-20mA용”이라고 적힌 제품만 보고 선택하면 부족합니다.

확인 항목	점검 내용
입력신호	4-20mA, 0-10V 등
출력신호	PLC·DCS 입력규격과 일치 여부
절연방식	입력·출력·전원 간 절연구조
절연정격	실제 설비 요구조건과 비교
정확도	Isolator가 추가하는 오차
응답속도	공정 제어에 충분한지
전원방식	별도전원 또는 Loop Powered 여부
부하조건	출력측 허용부하 확인
온도특성	사용온도에서 정확도 변화 확인