4-20MA信号究(jiū)竟能夠傳輸多遠？

工業上普遍需要測量各類非電物理量，例如溫度、壓(yā)力、速度、角度等(děng)，這些都需要(yào)轉換成模拟量電信号才能傳輸到(dào)幾(jǐ)百米外的控制室或顯示設(shè)備上(shàng)。這種将物理量轉換成電信(xìn)号的設備稱爲變送(sòng)器。目前工業上采用(yòng)*泛的是用4~20mA電流來傳輸模拟量。采用電(diàn)流(liú)信号的原因是不容(róng)易受幹擾。并且電流源内阻無(wú)窮大，導線電阻串聯在回路中不影響精度，在普通(tōng)雙絞線上(shàng)可以傳輸數百米。

4~20mA是指最小電流爲4mA,最大電流爲20mA ，上限取20mA是因爲防爆的要求，20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯(sī)等氣體(tǐ)，對于(yú)氣體傳感器來說是(shì)非常重要(yào)的，因(yīn)爲火花能量太(tài)大可能會點燃易燃易爆(bào)氣體，産生的後果難以想象。 

        下限沒有取0mA的原(yuán)因是爲了能檢測斷線(xiàn)：正常工(gōng)作時(shí)不會低于4mA，當傳輸線因故障斷路，環路電流降爲0。常取2mA作爲斷(duàn)線報警值(zhí)。另一個原因是在4-20mA使用的(de)是兩線制(zhì)，即兩根線即是信(xìn)号(hào)線，同時也是電(diàn)源線，而4mA是爲了給傳感器提供(gòng)電路的靜态工作電流用。

        4～20mA變送器(qì)的電流信号究竟能(néng)傳多遠呢？

        幹擾因素：

①與(yǔ)激勵電壓高(gāo)低(dī)有(yǒu)關；

②與變送器允許的最(zuì)小工作電壓有關；

③與闆卡(kǎ)設備(bèi)采集電流用的取壓電阻(zǔ)大小有關(guān)；

④與(yǔ)導線電阻的大(dà)小有關。

        通過這四項有關量，可以計算出4～20mA電流信号的理論傳輸距離。其中(zhōng)，Uo是變送器的供電電(diàn)壓，必須在滿載時（電(diàn)流I=20mA）保證Uo≥Umin。即：Ue-I.(RL+2r)≥Umin

        根據這個公式，可以計算出在(zài)變送器處于低工作電壓時，大的導線電(diàn)阻。假設：已知：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。求出r的大值爲175Ω：

再根據導線電阻的計(jì)算公式：

        其中：

ρ——電(diàn)阻率(銅電阻率=0.017，鋁電阻率=0.029)

L——線的長度(單位：米)

S——線的截面(單位：平方毫米)

注(zhù)：電阻值與長度成正比，與截面積成反比。導線越長，電(diàn)阻越大， 導線越粗(cū)，電阻越小。

        以銅線爲例，ρ= 0.017 Ω·mm2/m，即(jí)：橫截面積1mm2，長度1m的銅線電(diàn)阻爲0.017Ω。那麽175Ω對應(yīng)1mm2的導(dǎo)線長度爲175/0.017=10294（米）。因此，理(lǐ)論上4-20mA信号傳輸可達上萬米（根據不(bú)同激勵電壓和變送器的(de)*低工作電壓等因素而定(dìng)）。