為什么標準信號是4-20mA

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三分鐘讓你知道為什么標準信號是4-20mA

概述

4-20mA.DC(1-5V.DC)信號制是國際電工委員會(IEC)過程控制系統用模擬信號標準。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用這一國際標準信號制，儀表傳輸信號采用4-20mA.DC,聯絡信號采用1-5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統。那么為什么標準信號要定為4-20mA呢？ 今天，小編就來和大家講講其中的原因。

一.遠傳信號用電流源優于電壓源的原因

因為現場與控制室之間的距離較遠，連接電線的電阻較大時，如果用電壓源信號遠傳，由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產生較大的誤差，而用恒電流源信號作為遠傳，只要傳送回路不出現分支，回路中的電流就不會隨電線長短而改變，從而保證了傳送的精度。

二.信號最大電流選擇20mA的原因

最大電流20MA的選擇是基于:安全、實用、功耗、成本的考慮。安全火花儀表只能采用低電壓、低電流，20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；綜合考慮生產現場儀表之間的連接距離，所帶負載等因素；還有就是功耗及成本問題，對電子元件的要求,，供電功率的要求等因素。

三．信號起點電流選擇4mA的原因

4-20mA變送器兩線制的居多，兩線制即電源、負載串聯在一起，有一公共點，而現場變送器與控制室儀表之間的信號聯絡及供電僅用兩根電線。為什么起點信號不是0mA?這是基于兩點:

   1．變送器電路沒有靜態工作電流將無法工作，信號起點電流4mA.DC就是變送器的靜態工作電流。

  2．同時儀表電氣零點為4mA.DC，不與機械零點重合，這種“活零點”有利于識別斷電和斷線等故障。

信號發生器能夠輸出和測量4-20mA信號

四.電流信號（4-20mA信號）的優點

1.電流信號適合遠距離傳輸，因為電流信號不受導線電阻的影響，而電壓信號在導線本身具有電阻的情況下會分壓，導致測量不精準。一般4-20mA最遠傳送距離控制在100m以內，再遠則建議使用數字信號（485通訊）

2.電流信號一般采用兩線制，電壓信號一般采用三線制，相比之下，兩線制比三線制節省材料，降低成本。

3.相對于現場工況比較復雜的，電流信號抗干擾的能力相比電壓信號更強。在有干擾的工況下，建議用戶選擇4-20mA信號。

4.電流信號可以適當超出量程的范圍，輸出不精準信號，如量程為1MPa，輸出4-20mA的壓力變送器，在超量程時可以輸出24mA。

而電壓信號，則要根據供電不同而有些許不同。如量程為1MPa，輸出0-10V的壓力變送器，當供電為9V時，則無法輸出9V以上信號。

5.當導線材質不一樣的時候（如銅，鎳），一般會產生磁場，對精度要求較高的場合電壓信號會有誤差，電流信號不會有。

淺談壓力變送器常見故障及處理方法

合肥中亞傳感器有限責任公司（原合肥市電子研究所），是一家從事于自動化儀器儀表智能板卡、智能傳感器、變送器的研制及銷售為一體的高新技術企業，是國際認證的HART基金會成員。公司主要產品包括各類變送器智能板卡、HART協議智能模塊、Modbus-RTU協議RS485通訊的智能板卡、智能傳感器、變送器以及各類新型產品的開發和技術解決方案。

一、變送器無輸出  

1:查看變送器電源是否接反；  解決辦法:把電源極性接正確  

2:測量變送器的供電電源，是否有24V直流電壓；  解決辦法:必須保證供給變送器的電源電壓≥12V（即變送器電源輸入端電壓≥12V）。如果沒有電源，則應檢查回路是否斷線、檢測儀表是否選取錯誤（輸入阻抗應≤250Ω）；等等。  

3:如果是帶表頭的，檢查表頭是否損壞（合肥中亞公司供應的智能板卡表頭是插拔式的，可以先將表頭拔下來，如果拔下表頭后輸出正常，則說明是表頭損壞）；  解決辦法:表頭損壞的則需另換表頭，  

4:將電流表串入24V電源回路中，檢查電流是否正常；  解決辦法:如果正常則說明變送器正常，此時應檢查回路中其他儀表是否正常。

5:電源是否接在變送器電源輸入端；  解決辦法:把電源線接在電源接線端子上。

二、變送器輸出≥20mA  

1: 變送器電源是否正常  解決辦法:如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤（變送器供電電壓-12V）/（0.02A） Ω

2:實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；  解決辦法:重新選用適當量程的壓力變送器。  

3:壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。  解決辦法:需發回生產廠家進行修理。

4:接線是否松動；  解決辦法:接好線并擰緊  

5:電源線接線是否正確  解決辦法:電源線應接在相應的接線柱上  

三、變送器輸出≤4mA

1:變送器電源是否正常  解決辦法:如果小于12VDC，則應檢查回路中是否有大的負載，變送器負載的輸入阻抗應符合RL≤（變送器供電電壓-12V）/（0.02A） Ω

2:實際壓力是否超過壓力變送器的所選量程；  解決辦法:重新選用適當量程的壓力變送器  壓力傳感器是否損壞，嚴重的過載有時會損壞隔離膜片。  解決辦法:需發回生產廠家進行修理。  

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