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远传信号要用电流源，起点为什么不是0mA? , X& W( X( R( m
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工业上经常需要测量温度、压力、风速等非电物理量，这些通常都需要转换成模拟量才能传输到控制室或显示设备上，而对于一些电流输出传感器而言，一般都是选择4-20mA直流电流输出，那为什么不选择其它的输出数值呢？
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+ e' W+ E7 Z x4 O( \: L5 U4-20mA.DC(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，如连接仪表、变送设备、控制设备、计算机采样设备等。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。
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一、为何远传信号要用电流源？; f1 `' T/ z# @( ~+ r- T) h' U
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通常测量现场与控制室之间的距离都比较远，如果用电压源信号远传，当连接电线的电阻较大时，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差。采用电流信号的原因是不容易受干扰，因为工业现场的噪声电压的幅度可能达到数V，但是噪声的功率很弱，所以噪声电流通常小于nA级别，因此给4－20mA传输带来的误差非常小；电流源内阻趋于无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，因此在普通双绞线上可以传输数百米，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。 7 f9 f) D$ N8 P7 x4 y& J) P
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二、为何标准电流信号是4-20mA呢？# e& K% S4 x* X! Q- x/ d
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4-20mA二线制传感器的设计，用20mA表示信号的满刻度，但起点信号为什么不是0mA呢？电流型变送器将物理量转换成4-20mA标准电流信号输出，必然要有外电源为其供电，其中0-4mA电流是为了供应传感器自身最小的工作电流需要，如果采用0-20mA，当信号很小的时候，传感器便无法获得足够的工作能量。而在低于4mA，高于20mA的信号则用于各种故障的报警，比如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，所以常取2mA作为断线报警值。同时，仪表电气零点为4mA.DC，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。最大电流20mA的选择是基于安全、实用的考虑，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯。 4 W! _5 A* i1 f. [: P& y+ i
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因此，一般传感器都是4-20mA信号输出，这样信号不容易受干扰而且安全可靠，两线制4-20mA输出更可以节省传感器成本等等，这些原因使得以电流输出为主的压力传感器、温度传感器等产品在工业上普遍使用的是两线制4-20mA输出。
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发表于 2019-6-18 07:00
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