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目前，市場上一般儀器儀表的信號電流都為4-20mA，指zui小電流為4mA,zui大電流為20mA 。
傳輸信號時候，要考慮到導(dǎo)線上也有電阻，如果用電壓傳輸則會在導(dǎo)線的產(chǎn)生一定的壓降，那接收端的信號就會產(chǎn)生一定的誤差了!所以使用電流信號作為變送器的標(biāo)準(zhǔn)傳輸!
那么為什么選擇4-20mA而不是0-20mA呢?為了減少接線的復(fù)雜性，傳感器選擇2線要比多線簡單的多，2線既要傳輸信號，又要給傳感器供電，所以設(shè)計者從中盜竊4mA電流給傳感器放大電路供電，這樣4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)就確定了。
在工業(yè)現(xiàn)場，用一個儀表放大器來完成信號的調(diào)理并進(jìn)行長線傳輸，會產(chǎn)生以下問題:*，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問題。
為了解決上述問題和避開相關(guān)噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號，因為電流對噪聲并不敏感。4~20mA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警。
現(xiàn)如今工控行業(yè)已經(jīng)步入智能化，數(shù)字化，這樣一來，傳統(tǒng)的模擬量信號已經(jīng)不能滿足市場和時代的需求。也阻礙了傳感器行業(yè)的發(fā)展和產(chǎn)品變革。互聯(lián)網(wǎng)時代的到來給傳感器行業(yè)帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。下面讓我們一起看看模擬量信號阻礙行業(yè)發(fā)展的幾個方面。
1．隔斷了一次表和二次表的數(shù)字通信
現(xiàn)在用的一次表大多為智能變送器，本身都具備數(shù)字化通信的功能，二次儀表幾乎*都具備數(shù)字化通信功能，正因為4～20mA存在，扼殺了一次表和二次表的數(shù)字通信。
2．4～20mA只能傳輸單參數(shù)
數(shù)字化通信一次可傳輸多組數(shù)據(jù)，而4～20mA只能通信一個通信量，對系統(tǒng)造成極大的浪費。
3．4～20mA為DCS和PLC的隔離帶來困難
模擬量的隔離成本很高，其隔離費用甚至超過了系統(tǒng)報價，在市場競爭的今天這個必須的功能不得不被放棄，使系統(tǒng)產(chǎn)生了干擾、串?dāng)_等多種隱患。
4．抗干擾能力差
模擬量長距離傳輸，容易受到來自工業(yè)現(xiàn)場的各種干擾源干擾，其抗干擾能力比數(shù)字化通信低數(shù)倍。
5．校準(zhǔn)和維護(hù)量巨大
因為4～20mA的D/A和A/D轉(zhuǎn)換需要現(xiàn)場專業(yè)的計量校準(zhǔn)，但大部分企業(yè)都不具備這個能力，所以只好放棄了校準(zhǔn)。
6．現(xiàn)場的電纜量巨大
每一個變送器都需要一路電纜，所以在工業(yè)現(xiàn)場形成寬大的橋架用于電纜的鋪設(shè)，這些工作量本來是可以通過數(shù)字化通信避免的。
7．成本高
模擬量的AD/DA是電路中zui高的成本甚至超過了CPU；模擬量的隔離更是超高成本；電纜及橋架及其維護(hù)量也是不小的開支。所以采用模擬量屬于高成本、低性能的“手工打造”，數(shù)字化通信屬于低成本、高性能的“批量生產(chǎn)”。
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