淺談4-20mA信號(hào)傳輸技術(shù)及其應(yīng)用

一般儀器儀表的信號(hào)電流都為4-20mA，也是過(guò)程控制系統(tǒng)用模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。是工控用信號(hào)，一般現(xiàn)場(chǎng)儀表輸出信號(hào)是4-20mA，它就是一種傳輸信號(hào)。一般只要低于4mA輸出，則輸入側(cè)一概認(rèn)為是零值。

4-20mA（1-5V.DC）信號(hào)制是國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）：過(guò)程控制系統(tǒng)用模擬信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)從DDZ-Ⅲ型電動(dòng)儀表開(kāi)始采用這一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)制，儀表傳輸信號(hào)采用4-20mA.DC，聯(lián)絡(luò)信號(hào)采用1-5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號(hào)系統(tǒng)。

4-20mA信號(hào)主要用在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)距離模擬信號(hào)的傳輸，遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸時(shí)考慮到線上的壓降，采用電流傳輸信號(hào)可以避免損失，同時(shí)電流信號(hào)不易受到干擾。外界對(duì)信號(hào)的干擾來(lái)自電磁波，把電磁波當(dāng)成信號(hào)源，其內(nèi)阻很大，采用電流信號(hào)時(shí)其負(fù)載阻抗一般幾百歐姆，而采用電壓信號(hào)時(shí)其負(fù)載阻抗也很大，一般為運(yùn)放輸入阻抗，因此根據(jù)分壓原理電壓信號(hào)更容易受到干擾。

最初的4-20mA信號(hào)時(shí)四線制，兩根線供電，兩根線輸出電流環(huán)路，多線制主要用于更遠(yuǎn)的距離要求，目前采用最多的是兩線制設(shè)計(jì)，同時(shí)供電和傳輸電流信號(hào)。之所以選擇4-20mA的范圍，下限是考慮到0mA容易漂移，且0mA不易與機(jī)械0值區(qū)分，同時(shí)兩線制的設(shè)計(jì)可以利用4mA來(lái)給傳感器供電。16mA的范圍考慮到DAC上的量程計(jì)算2的N次方。上限取20mA則有防爆安全的需求，此電流條件下線路通斷不會(huì)引起瓦斯爆炸。

簡(jiǎn)單的4-20mA產(chǎn)生電路：輸出兩線制，有源輸出，不需要外部供電

金升陽(yáng)4-20mA轉(zhuǎn)換電路模塊，屬于電磁隔離設(shè)計(jì)，具有更好的可靠性。

I 4-20mA轉(zhuǎn)換電路集成芯片：無(wú)源兩線制，外接電源供電，電流從地上流出，因此傳感器板子靜態(tài)電流必須小于4mA

1、傳輸最好采用雙絞線，特別是太遠(yuǎn)距離傳輸，并做好接地處理。

2、傳輸需要調(diào)零和校準(zhǔn)。