在工业自动化控制中,精准的测量和控制是至关重要的。变送器作为常用的信号转换器,将测量得到的物理量信号转换为标准信号,传输到控制室或者PLC等设备中,供后续处理和控制使用。4-20mA的标准信号相比于其他信号类型(如0-5V、0-10V等),具有更强的抗干扰能力和稳定性。
在大多数情况下,变送器的输入端采集到的是模拟信号,受到很多干扰因素的影响,如外界电磁干扰、温度变化、供电电压波动等。4-20mA信号是一种电流信号,不受电压波动的影响,也不受电缆长度的影响(当然,也要注意线径的选择),因此更稳定可靠,不易受到干扰。
在信号传输过程中,由于输入输出端的距离,会出现线路电压降的情况。电流信号相对于电压信号,更能够克服线路电压降对信号的影响。如果使用0-5V或0-10V的信号,线路电压降可能造成信号失真的情况,而4-20mA的信号相对来说更加稳定,不易受到线路电压降的影响。
在现场现有的电源条件下,有时无法提供足够的电源电压,而4-20mA的信号相对于其他信号,耗能更低,更适合在低电压条件下使用。具体来说,如果使用0-10V信号,得到一个精度要求较高的4-20mA转换器时,一旦电源电压较低,通过变送器的电源3.3V芯片供电,那么受电能限制,多数情况下只能采用单片机来软件调整,精度不高,而4-20mA信号由于功率低,可以通过变压器升压后,直接通过电阻产生电流进行传输等多种方式达到要求。
在高温、高压、易爆等危险场合,4-20mA信号的电流不能带电击伤人。使用4-20mA信号的设备也更加方便进行轻松的隔离,因为4-20mA的信号可以通过隔离变压器或者光电隔离器进行隔离,从而保证工作人员的安全。