工業(yè)上普遍需要測量各類非電物理量,例如溫度、壓力、速度、角度等,它們都需要轉(zhuǎn)換成模擬量電信號才能傳輸?shù)綆装倜淄獾目刂剖一蝻@示設(shè)備上。這種將物理量轉(zhuǎn)換成電信號的設(shè)備稱為變送器。工業(yè)上最廣泛采用的是用4~20mA電流來傳輸模擬量。
4-20mA,指的就是最小電流為4mA,最大電流為20mA 。
在工業(yè)現(xiàn)場,要完成信號的調(diào)理并進(jìn)行長線傳輸,會(huì)產(chǎn)生以下問題:
第一,由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘?,傳輸線會(huì)受到噪聲的干擾;
第二,傳輸線的分布電阻會(huì)產(chǎn)生電壓降;
第三,在現(xiàn)場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個(gè)問題。
為了解決上述問題和避開相關(guān)噪聲的影響,我們會(huì)用電流來傳輸信號,因?yàn)殡娏鲗υ肼暡⒉幻舾小?-20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號,用20mA表示信號的滿刻度,而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報(bào)警。
問:為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢?
答:如果0是最小,那么開路故障就檢測不到了!
問:為什么偏偏是4mA呢?
答:正常工作時(shí),電流信號不會(huì)低于4mA。當(dāng)傳輸線因故障斷路,環(huán)路電流降為0。常取2mA作為斷線報(bào)警值。有兩個(gè)原因。一個(gè)原因是為了避免干擾,另一個(gè)原因是在4-20mA使用的是兩線制,即兩根線即是信號線,同時(shí)也是電源線,而4mA是為了給傳感器提供電路的靜態(tài)工作電流用。