4~20mA模拟输出（电流环）应用笔记（转）

4~20mA模拟输出（电流环）应用笔记

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前言

4-20mA.DC(1-5V.DC)信号制是国际电工委员会(IEC):过程控制系统用模拟信号标准。

在工业现场，如果采集的信号经调理后是电压信号并且进行长线传输，会产生以下问题：

第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会很容易就受到噪声的干扰；第二，传输线的分

布电阻会产生电压降；第三，在现场如何提供仪表放大器的工作电压也是个问题。

为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，工业现场大量采用电流来传输信号。采用电

流信号的原因是不容易受干扰。并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响精度，

在普通双绞线上可以传输数百米。上限取20mA是因为防爆的要求：20mA的电流通断引起

的火花能量不足以引燃瓦斯，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警下限。只

所以没有取0mA的原因是为了能检测断线：正常工作时不会低于4mA，当传输线因故障断

路，环路电流降为0。

4～20mA 电流环有两种类型：二线制和三线制。当监控系统需要通过长线驱动现场的

驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里电流输出模块位于监控的系统端，由系

统直接向电流输出模块供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。二线系统是电流

输出模块和传感器位于现场端，由于现场供电困难，一般是接收端利用4～20mA的电流环

线缆向远端的电流输出模块供电，通过4～20mA来反映信号的大小。

4～20mA 产品的典型应用是传感和测量应用。在工业现场有许多种类的传感器可以被

转换成4～20mA的电流信号。

变送器的概念是将非标准电信号转换为标准电信号（0/4~20mA D