4-20ma信号究竟能夠傳(chuán)輸多遠？

工業上(shàng)普遍需要(yào)測量各類(lèi)非電物理量(liàng)，例如溫度、壓(yā)力、速(sù)度(dù)、角度(dù)等(děng)，這些都需要轉(zhuǎn)換成模(mó)拟量電(diàn)信号才能傳輸(shū)到幾百(bǎi)米(mǐ)外的(de)控制(zhì)室或顯示(shì)設備上。這(zhè)種将(jiāng)物理量轉換成(chéng)電信(xìn)号的設備(bèi)稱(chēng)爲(wèi)變送器。目(mù)前工業(yè)上采用(yòng)*泛的(de)是用(yòng)4~20ma電流(liú)來傳輸(shū)模拟量(liàng)。采用電流(liú)信号的(de)原因是不容(róng)易受幹擾。并且(qiě)電流源(yuán)内阻無(wú)窮大，導(dǎo)線(xiàn)電阻串聯(lián)在回路中(zhōng)不影響(xiǎng)精度，在(zài)普通(tōng)雙絞線上(shàng)可以傳輸數百(bǎi)米。

4~20ma是(shì)指(zhǐ)最(zuì)小電(diàn)流爲4ma,最大電流爲20ma ，上(shàng)限取20ma是因(yīn)爲防爆的要(yào)求(qiú)，20ma的電流通斷引(yǐn)起的火花(huā)能量(liàng)不足(zú)以引燃瓦(wǎ)斯等氣體(tǐ)，對于(yú)氣體傳感器(qì)來(lái)說是(shì)非(fēi)常(cháng)重要的，因爲(wèi)火花能(néng)量太大可能會(huì)點(diǎn)燃(rán)易燃易爆(bào)氣體，産生的後(hòu)果難以想(xiǎng)象。 

        下(xià)限沒有取0ma的原因是爲(wèi)了(le)能檢(jiǎn)測斷線：正常工(gōng)作時(shí)不(bú)會低于4ma，當傳(chuán)輸線(xiàn)因故障斷路，環路電(diàn)流降爲0。常取2ma作爲(wèi)斷線報警值(zhí)。另一個原(yuán)因是在4-20ma使用的(de)是兩(liǎng)線制，即兩(liǎng)根線即是(shì)信号線，同(tóng)時也(yě)是電源線(xiàn)，而4ma是爲了給傳(chuán)感器提供電路(lù)的靜态工(gōng)作電(diàn)流用。

        4～20ma變送器的(de)電(diàn)流信号究竟(jìng)能傳多遠呢？

        幹(gàn)擾因(yīn)素：

①與(yǔ)激勵(lì)電壓(yā)高低(dī)有關；

②與變送器允許(xǔ)的最小工作電(diàn)壓有關(guān)；

③與(yǔ)闆卡(kǎ)設備采集(jí)電流用的取壓電阻大小(xiǎo)有關(guān)；

④與導線電阻(zǔ)的大小(xiǎo)有關。

        通過這(zhè)四(sì)項有(yǒu)關(guān)量(liàng)，可以(yǐ)計算出(chū)4～20ma電流信(xìn)号的理論傳輸(shū)距離(lí)。其(qí)中，uo是變(biàn)送器(qì)的供電電(diàn)壓，必須在(zài)滿載(zǎi)時（電(diàn)流(liú)i=20ma）保證uo≥umin。即(jí)：ue-i.(rl+2r)≥umin

        根據這(zhè)個(gè)公式，可以(yǐ)計算出在(zài)變送器處于低工作電壓時，大(dà)的導線電阻。假設：已知(zhī)：ue=24v，i=20ma，rl=250Ω，umin=12v。求(qiú)出r的大值(zhí)爲175Ω：

再(zài)根據(jù)導線電阻的計算公式：

        其(qí)中：

ρ——電阻率(銅電(diàn)阻率=0.017，鋁電(diàn)阻率(lǜ)=0.029)

l——線的(de)長度(單位(wèi)：米)

s——線的截面(miàn)(單(dān)位：平方毫米)

注(zhù)：電阻(zǔ)值與長度(dù)成正(zhèng)比，與截面(miàn)積成反比(bǐ)。導線(xiàn)越長(zhǎng)，電阻越大(dà)， 導線越粗，電阻(zǔ)越小。

        以銅線爲(wèi)例，ρ= 0.017 Ω·mm2/m，即：橫截面積1mm2，長度1m的銅線電(diàn)阻爲0.017Ω。那(nà)麽(me)175Ω對(duì)應1mm2的導(dǎo)線長(zhǎng)度爲(wèi)175/0.017=10294（米）。因此(cǐ)，理論上(shàng)4-20ma信号傳(chuán)輸可達(dá)上(shàng)萬米（根據不(bú)同激勵電壓和變送(sòng)器的*低工(gōng)作電壓等因素(sù)而定(dìng)）。