工業(yè)現場(chǎng)通訊中為什么采用4-20mA來(lái)傳輸模擬量？

 工業(yè)現場(chǎng)通訊中，數字量傳輸的方式我們見(jiàn)的比較多，諸如RS232、RS485、CAN總線(xiàn)等。而普遍需要測量的各類(lèi)非電物理量，例如溫度、壓力、流量等，這些都需要轉換成模擬量電信號才能傳輸到幾百米外的控制室或顯示設備上，那么，我們用什么方式來(lái)傳輸模擬信號呢?目前*泛采用的是用4-20mA電流來(lái)傳輸模擬量。 

一 為何采用電流信號 

采用電流信號的原因是：電流信號傳輸抗干擾性能優(yōu)于電壓信號。 

因為工業(yè)現場(chǎng)的噪聲電壓的幅度可能達到數伏，在某些強干擾場(chǎng)合，如采用變頻電源的試驗現場(chǎng)，通過(guò)線(xiàn)纜耦合的噪聲電壓幅值可能達到十伏以上甚至幾十伏，此時(shí)采用電壓傳輸模擬量已經(jīng)*失去意義。 

雖然噪聲電壓的幅度高，但是其功率微弱，所以噪聲電流通常小于nA級別，因此給電流傳輸帶來(lái)的誤差非常小;另外，電流源內阻趨于無(wú)窮大，導線(xiàn)電阻串聯(lián)在回路中不影響精度(如采用電壓源信號遠傳，由于線(xiàn)路電阻與接收儀表輸入電阻分壓，將產(chǎn)生較大誤差)，因此在普通雙絞線(xiàn)上可以傳輸數百米。 

二 信號較大電流選擇20mA的原因 

30V電壓30mA電流所引起的火花是可以點(diǎn)燃危險氣體的平均下限，為了保險起見(jiàn)，同時(shí)參照其它傳統設定，所以將許多儀表定位24V供電，同時(shí)限定電流小于30mA，為了留有余地，信號上限定為20mA。 

較大電流20mA的選擇也是基于安全、使用、功耗、成本的考慮。儀表只能采用低電壓、低電流，綜合考慮生產(chǎn)現場(chǎng)儀表之間的連接距離，所帶負載等因素，還有就是功耗及成本問(wèn)題，對電子元器件的要求，供電功率的要求等因素，后由際電工委員會(huì )(IEC)確定4-20mA信號為過(guò)程控制系統用模擬信號標準。 

三 信號起點(diǎn)電流選擇4mA的原因 

為了區分沒(méi)有信號和信號為零，信號的起始值(信號零位值)不能為零(電氣值)。 

另外，兩線(xiàn)制儀表在信號值為零時(shí)仍需要一定的能量供應，在24V供電條件下，4mA電流提供的能量，是當時(shí)制定標準時(shí)，大部分儀表生產(chǎn)商能接受的能量供應下限。 

4-20mA電流作用在250歐姆電阻上，正好符合標準信號的電壓標準1-5V。