變送器為什麽采用直流4~20ma輸出?

1、首先是從現場應用的安全考慮安全重點是防爆，上限20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。同時有惡意把維持儀表正常工作的靜態和動態功耗降低到最低限度。輸出4~20mADC標準信號的變送器，其電源電壓通常采用24VDC，采用直流電壓的主要原因是可以不使用容量較大的電容及電感，只需考慮變送器與控制室儀表連接導線的分布電容及電感，如2mm_的導線其分布電容約為0.05μF/km；對於單線的電感約為0.4mH/km；大大低於引爆氫氣的數值，這對防爆非常有利。2、傳送信號用電流源優於電壓源因為現場與控制室之間的距離較遠，連接電線的電阻較大時，如果用電壓源信號進行遠傳，由於電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，則會產生較大的誤差；如果選用電流源信號進行遠傳，只要傳送回路不出現分支，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。另外，工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數V，但噪聲的功率很小，所以噪聲電流通常為nA級別，給4－20mA傳輸帶來的誤差非常小；電流源內阻趨於無窮大，導線電阻串聯在回路中不影響精度，因此在普通雙絞線上可以傳輸數百米；由於電流源的大內阻和恒流輸出，在接收端只需放置壹個250歐姆的電阻就可以獲得可達5V的采樣電壓，同時nA級的電流噪聲對低輸入阻抗的接收器產生的電壓噪聲非常微弱。3、信號最大電流選擇20mA的原因最大電流選擇20mA是基於安全、實用、功耗、成本的考慮。安全火花儀表只能采用低電壓、低電流，4~20mA電流和24VDC對易燃氫氣也是安全的。對於24VDC氫氣的引爆電流為200mA，遠大於20mA。此外，選擇20mA還綜合考慮生產現場儀表之間的連接距離及所帶負載等因素，還有功耗及成本問題，對電子元件的要求，供電功率的要求等因素。4、信號起點電流選擇4mA的原因輸出為4~20mA的變送器以兩線制的居多，兩線制即電源、負載串聯在壹起，有壹公***點，而現場變送器與控制室儀表之間的信號聯絡及供電僅用兩根電線。為什麽起點信號不是0mA？這是基於兩點：1.壹些變送器電路沒有靜態工作電流無法工作。2.信號起點電流4mADC，不與機械零點重合，這種“活零點”有利於識別斷電和斷線等故障。