进口流量计的4-20mA电流信号输出的原理特征优点

概述

参照美国威盾VTON的进口流量计的样本，流量计的信号输出方式一般有三种：脉冲输出、4-20mA电流信号输出和RS485通讯输出。4-20mA电流信号输出是常见的一种信号传输方式，本文结合美国威盾VTON的进口流量计的信号方式，分析下4-20mA电流信号输出的原理特征优点。

正文

4-20mA信号的定义

4-20mA是常用的模拟量电流信号，是标准信号。指最小电流为4mA，最大电流为20mA 。传输信号时候，因为导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线内产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了，所以一般使用电流信号作为传感器的标准传输。

由于电流信号抗干扰能力强、不容易受外界因素干扰、可以远传，所以在工业传感器上应用比较多。为了适应工控行业的不同情况，4-20mA电流传感器一般具有四线制、三线制和两线制等。

4-20mA信号选择电流信号的优势

远传信号用电流源优于电压源的原因

因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线地电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，而用恒电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。

采集信号最大电流选择20mA的原因

安全火花仪表只能采用低电压、低电流，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。

电流信号（4~20mA信号）的优点

1、电流信号适合远距离传输，因为电流信号不受导线电阻的影响，而电压信号在导线本身具有电阻的情况下会分压，导致测量不精准。一般4~20mA最远传送距离控制在100m以内，再远则建议使用数字信号（485通讯）

2、电流信号一般采用两线制，电压信号一般采用三线制，相比之下，两线制比三线制节省材料，降低成本。

3、相对于现场工况比较复杂的，电流信号抗干扰的能力相比电压信号更强。在有干扰的工况下，建议用户选择4~20mA信号。

4、电流信号可以适当超出量程的范围，输出不精准信号，如量程为1MPa，输出4~20mA的压力变送器，在超量程时可以输出24mA。

而电压信号，则要根据供电不同而有些许不同。如量程为1MPa，输出0~10V的压力变送器，当供电为9V时，则无法输出9V以上信号。

5、当导线材质不一样的时候（如铜，镍），一般会产生磁场，对精度要求较高的场合电压信号会有误差，电流信号不会有。

因此，很多美国威盾VTON的进口流量计用户选择的信号传输方式是4-20mA电流信号输出，比如涡轮流量计，涡街流量计，用来传输瞬时流量，甚至累计流量。

4-20mA的信号起点为什么不是0mA

传感器在接线的时候可能会因为一些原因导致接触不良或者是断线，断线后接收设备采集不到电流信号，那么就导致真实的0mA和断线混淆在了一起，无法判断，如果把起点设置为4mA就很容易判断掉线的情况了。同时，设置到4 mA对两线制的信号传输也是有很多好处的。