概述

工業(yè)上普遍需要測(cè)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(hào)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(hào)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 。

√解決方案

在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，要完成信號(hào)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?hào)是電壓信號(hào)，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(chǎng)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(hào)，因?yàn)殡娏鲗?duì)噪聲并不敏感。4-20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號(hào)，用20mA表示信號(hào)的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號(hào)用于各種故障的報(bào)警。

肯定有人會(huì)問：為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢？很簡(jiǎn)單，如果0是最小，那么開路故障就檢測(cè)不到了！

√N(yùn)O.14-20mA直接采集方案

使用具備4-20 mA輸入的采集儀的測(cè)量方法.

阿爾泰科技公司具有4-20mA采集功能產(chǎn)品如下：

（4-20mA直接采集產(chǎn)品接線方式）

NO.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(cè)量方法
對(duì)于電壓輸出的采集器，要采集4-20mA信號(hào)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(hào)就轉(zhuǎn)換成為了1-5V的電壓信號(hào)。眾所周知電阻是存在誤差的，采樣電阻的誤差會(huì)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(huì)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?huì)轉(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。

NO.3信號(hào)轉(zhuǎn)換器測(cè)量方案

使用信號(hào)轉(zhuǎn)換器的測(cè)量方法
用電壓采集卡采集4-20mA信號(hào)，最簡(jiǎn)單的方式使用信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換器。可方便快捷的搭建系統(tǒng)。

阿爾泰科技對(duì)應(yīng)產(chǎn)品型號(hào)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

審核編輯 黃宇