4-20mA信号传输究竟有哪些显著的优点呢？

熟悉费思克公司产品的朋友们都知道，费思克大多数在线分析仪器仪表都配备有4-20mA信号输出功能。这一功能作为信号远传的重要方式，在电导率、pH/ORP、DO、浊度、余氯、流量等众多仪器仪表上得到了广泛应用。那么，4-20mA信号传输究竟有哪些显著的优点呢？

4-20mA.DC（以及1-5V.DC）信号制是国际电工委员会（IEC）在过程控制系统中所采纳的模拟信号传输标准。我国同样采用这一国际标准信号制，其中仪表传输信号采用4-20mA.DC，接收信号则采用1-5V.DC，形成了电流传输、电压接收的信号系统。

一、远传信号采用电流源优于电压源的原因
在工业现场，控制室与现场设备之间的距离往往相当遥远，连接电线的电阻值也随之增大。如果使用电压源信号进行远距离传输，由于电线电阻与接收仪表输入电阻之间的分压效应，会导致较大的信号误差。而采用恒电流源信号作为远传介质，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会受到电线长短的影响，从而确保了传输的精度。

二、电流信号（4~20mA信号）的诸多优点
1、电流信号远距离传输。这是因为电流信号不受导线电阻的影响，而电压信号在导线存在电阻的情况下会产生分压，进而影响测量的准确性。通常情况下，4~20mA信号的最远传输距离控制在100米以内，如果需要更远的距离，则建议采用数字信号（如485通讯）进行传输。

2、电流信号通常采用两线制，而电压信号则一般采用三线制。相较之下，两线制相较于三线制能够节省更多的材料，从而降低成本。

3、在工况较为复杂的现场环境中，电流信号的抗干扰能力要强于电压信号。在有干扰的情况下，建议用户选择4~20mA信号，以确保测量的稳定性。

4、电流信号能够在一定程度上超出量程的范围，输出非精准信号。例如，量程为1MPa的压力变送器，在超量程时可以输出24mA的信号。而电压信号则需根据供电情况的不同而有所差异，如量程为1MPa的输出0~10V的压力变送器，当供电为9V时，则无法输出9V以上的信号。

5、当导线材质不同（如铜、镍）时，可能会产生磁场，对精度要求较高的场合，电压信号会产生误差，而电流信号则不会受到这种影响。

三、信号最大电流选择20mA的原因
选择最大电流为20mA是基于安全、实用、功耗、成本等多方面的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流，20mA的电流通断所引起的火花能量不足以引燃瓦斯，因此非常安全。同时，还需要综合考虑生产现场仪表之间的连接距离、所带负载等因素，以及功耗和成本问题，对电子元件的要求，供电功率的要求等。

四、信号起点电流选择4mA的原因
4-20mA变送器中，两线制的居多，即电源和负载串联在一起，存在一个公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅使用两根电线。为什么起点信号不是0mA呢？这是因为变送器电路如果没有静态工作电流将无法正常工作，信号起点电流4mA.DC就是变送器的静态工作电流。同时，仪表的电气零点设置为4mA.DC，不与机械零点重合，这种“活零点”有利于识别断电和断线等故障。