4~20mA标准模拟量信号由来

>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。
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