技術(shù)

什么是4-20mA？

         在工業(yè)自動化場景中，傳感器測量溫度、壓力、速度參數(shù)等非電信號時(shí)，通常需借助變送器進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換。這類設(shè)備通過將物理量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化的4-20mA直流電流實(shí)現(xiàn)信號傳輸，其中4mA對應(yīng)量程下限，20mA代表上限值。采用電流傳輸制式主要由于其在遠(yuǎn)距離傳輸（可達(dá)數(shù)百米）時(shí)具備抗干擾性強(qiáng)、線路損耗低的特性。

          那么在工業(yè)現(xiàn)場，要完成信號的調(diào)理并進(jìn)行長線傳輸，會產(chǎn)生以下問題：

第一，由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘枺瑐鬏斁€會受到噪聲的干擾；

第二，傳輸線的分布電阻會產(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，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。

        肯定有人會問：為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢？很簡單，如果0是最小，那么開路故障就檢測不到了！

1、 4-20mA直接采集方案

使用具備4-20 mA輸入的采集儀的測量方法.

本方案選用的是阿爾泰科技公司具有4-20mA采集功能的產(chǎn)品，如下：

                                                                     （4-20mA直接采集產(chǎn)品接線方式圖）

2 、分流電阻采集方案

通過分流電阻進(jìn)行電流→電壓轉(zhuǎn)換的測量方法

        對于電壓輸出的采集器，要采集4-20mA信號通常采用通過取樣電阻的方式。一般使用250歐的電阻作為取樣電阻，由U=I * R計(jì)算可以得到4-20mA的信號就轉(zhuǎn)換成為了1-5V的電壓信號。眾所周知電阻是存在誤差的，采樣電阻的誤差會直接影響到電流采集的準(zhǔn)確度。同時(shí)在電流流過電阻的過程中會產(chǎn)生熱量，所以在選擇電阻的時(shí)候既要考慮到電阻準(zhǔn)確，也要考慮到電阻的溫度漂移值。

電阻值和額定的選擇

        將 4-20 mA 轉(zhuǎn)換為電壓時(shí)的電阻值一般使用 250 Ω。因?yàn)闀D(zhuǎn)換為 1-5V，便于處理。最大消耗功率為0.1W(=5V*20 mA)，因此額定應(yīng)達(dá)到1/4 W 以上。容許公差與要求的轉(zhuǎn)換精度也有關(guān)系，但一般選擇 ?0.1%。

250Ω電阻并不是標(biāo)準(zhǔn)電阻值，不能作為通用電阻獲取，但能夠以合成電阻制作。例如，將4個(gè)1kΩ 電阻并聯(lián)連接，或?qū)?20Ω與130Ω電阻串聯(lián)連接，即可獲得250Ω電阻。

3 、信號轉(zhuǎn)換器測量方案

使用信號轉(zhuǎn)換器的測量方法

       用電壓采集卡采集4-20mA信號，最簡單的方式使用信號隔離轉(zhuǎn)換器。可方便快捷的搭建系統(tǒng)。

阿爾泰科技公司對應(yīng)產(chǎn)品型號為：S1105D

參數(shù)：輸入0-20mA或4-20mA

輸出：0-5V、0-10V、?5V、?10V

響應(yīng)頻率10-30Khz

供電：24VDC

接線方式如下：

阿爾泰科技產(chǎn)品及技術(shù)咨詢：

蔡工15910369641  、楊工13693091487