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多欽儀表（上海）有限公司
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2016-5-26 閱讀(5351)
前言：兩線制4～20mA電流信號能傳多遠，今天小編來給大家科普一下：
1、兩線制4～20mA變送器的電流信號究竟能傳多遠呢？
干擾因素：
①、與激勵電壓高低有關(guān)，
②、與變送器允許的zui小工作電壓有關(guān)，
③、與板卡設(shè)備采集電流用的取壓電阻大小有關(guān)，
④、與導(dǎo)線電阻的大小有關(guān)
通過這四項有關(guān)量，可以計算出4～20mA電流信號的理論傳輸距離
2、要使4～20mA信號，無損失在兩線回路里傳輸，必須滿足歐姆定律，
即滿足：（激勵電壓－變送器允許的zui小工作電壓）≥ 輸出電流×電流環(huán)路總電阻
當輸出電流I=20mA，即0.02A時，上式取等號，則：
電流環(huán)路總電阻=（激勵電壓－變送器允許的zui小工作電壓）÷0.03、將這個計算值記作r，
即r=（激勵電壓－變送器允許的zui小工作電壓）×50 ， 單位Ω
這個r，業(yè)界稱之為電流信號的負載電阻，也就是電流信號的zui大帶載能力
4、業(yè)界為啥要特意給出這個r的計算式呢？
那是由于：4～20mA電流信號能傳多遠，實質(zhì)是實際電阻，與r比大小的問題，
當環(huán)路實際總電阻＞r時，就算傳輸距離為0，變送器也是沒辦法輸出20mA電流的，
當環(huán)路實際總電阻=r時，變送器輸出20mA電流，傳輸距離只能為0米，（超導(dǎo)除外）
當環(huán)路實際總電阻＜r時，變送器輸出20mA電流，才能在環(huán)路中有效傳輸若干米，
①、由于板卡采集電流用的取壓電阻為定值，故導(dǎo)線電阻大小，決定著傳輸距離的長短
②、導(dǎo)線電阻越小，信號傳輸?shù)木嚯x越遠
③、導(dǎo)線若是超導(dǎo)，電阻≈0，那電流傳到美國去也不是事，傳到火星去也木問題 ，
綜上：電流環(huán)路的總電阻R，必須滿足R≤r ，否則4～20mA信號，無法正常傳輸
5、電流環(huán)路的總電阻R，由板卡設(shè)備上，采集電流信號的取壓電阻R1，和導(dǎo)線電阻R2組成
取壓電阻R1，多見250Ω、150Ω、100Ω、50Ω，而今流行100Ω～40Ω等小電阻取壓
導(dǎo)線電阻R2＝電導(dǎo)率×導(dǎo)線總長度÷導(dǎo)線橫截面積=單位長度電阻×導(dǎo)線總長度
＝單位長度電阻×傳輸距離×2
6、編個小題算一算，4~20mA電流信號的理論傳輸距離L（單位千米）
A采用2.5平方毫米雙絞線，每1000米的電阻=7.5Ω ，用此導(dǎo)線傳輸信號A自研自造的SC322無零漂壓力變送器 ，zui小允許激勵電壓=10VDC， DCS板卡上采集電流用的取壓電阻R1=100Ω，DCS板卡上的供電電壓＝24VDC
計算如下：
①、先計算變送器的負載電阻r，r=(24-10)×50=700 Ω
②、再寫出環(huán)路總電阻R的算式，R=R1+R2=100+7.5×L×2=100+15L 單位Ω
③、由于有R≤r，即（100+15L ）≤ 700
計算得：L ≤ 40千米，即zui大傳輸距離為40000米
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