为什么标准信号是4-20mA

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三分钟让你知道为什么标准信号是4-20mA

概述

4-20mA.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。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。那么为什么标准信号要定为4-20mA呢？ 今天，小编就来和大家讲讲其中的原因。

一.远传信号用电流源优于电压源的原因

因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，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，而用恒电流源信号作为远传，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。

二.信号最大电流选择20mA的原因

最大电流20MA的选择是基于:安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；综合考虑生产现场仪表之间的连接距离，所带负载等因素；还有就是功耗及成本问题，对电子元件的要求,，供电功率的要求等因素。

三．信号起点电流选择4mA的原因

4-20mA变送器两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA?这是基于两点:

   1．变送器电路没有静态工作电流将无法工作，信号起点电流4mA.DC就是变送器的静态工作电流。

  2．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。

信号发生器能够输出和测量4-20mA信号

四.电流信号（4-20mA信号）的优点

1.电流信号适合远距离传输，因为电流信号不受导线电阻的影响，而电压信号在导线本身具有电阻的情况下会分压，导致测量不精准。一般4-20mA最远传送距离控制在100m以内，再远则建议使用数字信号（485通讯）

2.电流信号一般采用两线制，电压信号一般采用三线制，相比之下，两线制比三线制节省材料，降低成本。

3.相对于现场工况比较复杂的，电流信号抗干扰的能力相比电压信号更强。在有干扰的工况下，建议用户选择4-20mA信号。

4.电流信号可以适当超出量程的范围，输出不精准信号，如量程为1MPa，输出4-20mA的压力变送器，在超量程时可以输出24mA。

而电压信号，则要根据供电不同而有些许不同。如量程为1MPa，输出0-10V的压力变送器，当供电为9V时，则无法输出9V以上信号。

5.当导线材质不一样的时候（如铜，镍），一般会产生磁场，对精度要求较高的场合电压信号会有误差，电流信号不会有。

浅谈压力变送器常见故障及处理方法

合肥中亚传感器有限责任公司（原合肥市电子研究所），是一家从事于自动化仪器仪表智能板卡、智能传感器、变送器的研制及销售为一体的高新技术企业，是国际认证的HART基金会成员。公司主要产品包括各类变送器智能板卡、HART协议智能模块、Modbus-RTU协议RS485通讯的智能板卡、智能传感器、变送器以及各类新型产品的开发和技术解决方案。

一、变送器无输出  

1:查看变送器电源是否接反；  解决办法:把电源极性接正确  

2:测量变送器的供电电源，是否有24V直流电压；  解决办法:必须保证供给变送器的电源电压≥12V（即变送器电源输入端电压≥12V）。如果没有电源，则应检查回路是否断线、检测仪表是否选取错误（输入阻抗应≤250Ω）；等等。  

3:如果是带表头的，检查表头是否损坏（合肥中亚公司供应的智能板卡表头是插拔式的，可以先将表头拔下来，如果拔下表头后输出正常，则说明是表头损坏）；  解决办法:表头损坏的则需另换表头，  

4:将电流表串入24V电源回路中，检查电流是否正常；  解决办法:如果正常则说明变送器正常，此时应检查回路中其他仪表是否正常。

5:电源是否接在变送器电源输入端；  解决办法:把电源线接在电源接线端子上。

二、变送器输出≥20mA  

1: 变送器电源是否正常  解决办法:如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤（变送器供电电压-12V）/（0.02A） Ω

2:实际压力是否超过压力变送器的所选量程；  解决办法:重新选用适当量程的压力变送器。  

3:压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。  解决办法:需发回生产厂家进行修理。

4:接线是否松动；  解决办法:接好线并拧紧  

5:电源线接线是否正确  解决办法:电源线应接在相应的接线柱上  

三、变送器输出≤4mA

1:变送器电源是否正常  解决办法:如果小于12VDC，则应检查回路中是否有大的负载，变送器负载的输入阻抗应符合RL≤（变送器供电电压-12V）/（0.02A） Ω

2:实际压力是否超过压力变送器的所选量程；  解决办法:重新选用适当量程的压力变送器  压力传感器是否损坏，严重的过载有时会损坏隔离膜片。  解决办法:需发回生产厂家进行修理。  

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