仪表为什么要用4-20MA电流信号

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仪器仪表为什么都喜欢用4-20mA电流传输信号？请看下文

4-20mA信号制是国际电工委员会(IEC)过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制，仪表传输信号采用4-20mA，联络信号采用1-5V，即采用电流传输、电压接收的信号系统。

为什么仪器仪表都选用4-20mA电流传输信号？

在工业现场，用一个仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题：

1、由于传输的信号是电压信号，传输过程中会受到干扰；

2、传输线的分布电阻会产生电位差；

3、在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用4-20mA电流来传输信号，因为电流对干扰并不敏感。4-20mA电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA和高于20mA的信号用于各种故障的报警。

为什么最大信号电流20mA呢？

最大信号电流为20mA主要是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。30V电压30mA电流所引起的火花是可以点燃危险气体平均下限，为了保险起见，同时参照其它传统设定，所以将许多仪表定为24V供电，同时限定电流小于30mA，为了留有余地，信号上限定为20mA。

信号起点选择4mA的原因是什么？

传感器选择2线制可以减少接线的复杂性，2线既要传输信号，又要给传感器供电，在信号值为零时仍需要一定的能量供应。在24V供电条件下，4mA电流提供的能量，是当时制定标准时，大部分仪表生产商能接受的能量供应下限，同时仪表电气零点为4mA，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障，这样4-20mA的标准就确定了。

工业上最广泛采用的是用4~20mA变送器，采用电流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断路，环路电流降为0。常取2mA作为断线报警值。

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4-20mA电流本身就可以为变送器供电。变送器在电路中相当于一个特殊的负载，特殊之处在于变送器的耗电电流在4~20mA之间根据传感器输出而变化。显示仪表只需要串在电路中即可。

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