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广州星科自动化设备有限公司
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浅谈4-20mA信号传输技术及其应用
2022-2-10 阅读(453)
一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，也是过程控制系统用模拟信号标准。是工控用信号，一般现场仪表输出信号是4-20mA，它就是一种传输信号。一般只要低于4mA输出，则输入侧一概认为是零值。
4-20mA（1-5V.DC）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.DC，联络信号采用1-5V.DC，即采用电流传输、电压接收的信号系统。
特征：
4-20mA信号主要用在工业现场进行远距离模拟信号的传输，远距离信号传输时考虑到线上的压降，采用电流传输信号可以避免损失，同时电流信号不易受到干扰。外界对信号的干扰来自电磁波，把电磁波当成信号源，其内阻很大，采用电流信号时其负载阻抗一般几百欧姆，而采用电压信号时其负载阻抗也很大，一般为运放输入阻抗，因此根据分压原理电压信号更容易受到干扰。
线制：
最初的4-20mA信号时四线制，两根线供电，两根线输出电流环路，多线制主要用于更远的距离要求，目前采用最多的是两线制设计，同时供电和传输电流信号。之所以选择4-20mA的范围，下限是考虑到0mA容易漂移，且0mA不易与机械0值区分，同时两线制的设计可以利用4mA来给传感器供电。16mA的范围考虑到DAC上的量程计算2的N次方。上限取20mA则有防爆安全的需求，此电流条件下线路通断不会引起瓦斯爆炸。
简单的4-20mA产生电路：输出两线制，有源输出，不需要外部供电
4-20mA转换电路集成芯片：无源两线制，外接电源供电，电流从地上流出，因此传感器板子静态电流必须小于4mA
应用
1、传输最好采用双绞线，特别是太远距离传输，并做好接地处理。
2、传输需要调零和校准。
