3分鐘帶你了解為什么標準信號是4-20mA？

在工業(yè)生產控制過程中，特別是在連續(xù)型的生產過程中，經常會要求對一些物理量如溫度、壓力、流量等進行控制。這些物理量它們都是隨時間而連續(xù)變化的。在控制領域把這些隨時間連續(xù)變化的物理量叫模擬量。

4-20mA是常用的模擬量電流信號，是標準信號。指最小電流為4mA,電流為20mA 。傳輸信號時候，因為導線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導線內產生一定的壓降，那接收端的信號就會產生一定的誤差了，所以一般使用電流信號作為傳感器的標準傳輸。

由于電流信號抗干擾能力強、不容易受外界因素干擾、可以遠傳，所以在工業(yè)傳感器上應用比較多。為了適應工控行業(yè)的不同情況，4-20mA電流傳感器一般具有四線制、三線制和兩線制等。

遠傳信號用電流源優(yōu)于電壓源的原因

因為現(xiàn)場與控制室之間的距離較遠，連接電線的電阻較大時，如果用電壓源信號遠傳，由于電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產生較大的誤差，而用恒電流源信號作為遠傳，只要傳送回路不出現(xiàn)分支，回路中的電流就不會隨電線長短而改變，從而保證了傳送的精度。

采集信號電流選擇20mA的原因

安全火花儀表只能采用低電壓、低電流，20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；電流20mA的選擇是基于安全、實用、功耗、成本的考慮。

4-20mA的起點為什么不是0mA

傳感器在接線的時候可能會因為一些原因導致接觸不良或者是斷線，斷線后接收設備采集不到電流信號，那么就導致真實的0mA和斷線混淆在了一起，無法判斷，如果把起點設置為4mA就很容易判斷掉線的情況了。同時，設置到4 mA對兩線制的信號傳輸也是有很多好處的。

電流信號（4~20mA信號）的優(yōu)點

1、電流信號適合遠距離傳輸，因為電流信號不受導線電阻的影響，而電壓信號在導線本身具有電阻的情況下會分壓，導致測量不準確。一般4~20mA最遠傳送距離控制在100m以內，再遠則建議使用數(shù)字信號（485通訊）

2、電流信號一般采用兩線制，電壓信號一般采用三線制，相比之下，兩線制比三線制節(jié)省材料，降低成本。

3、相對于現(xiàn)場工況比較復雜的，電流信號抗干擾的能力相比電壓信號更強。在有干擾的工況下，建議用戶選擇4~20mA信號。

4、電流信號可以適當超出量程的范圍，輸出不信號，如量程為1MPa，輸出4~20mA的壓力變送器，在超量程時可以輸出24mA。

而電壓信號，則要根據(jù)供電不同而有些許不同。如量程為1MPa，輸出0~10V的壓力變送器，當供電為9V時，則無法輸出9V以上信號。

5、當導線材質不一樣的時候（如銅，鎳），一般會產生磁場，對精度要求較高的場合電壓信號會有誤差，電流信號不會有。