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模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号；或在一段连续的时间间隔内，其代表信息的特征量可以在任意瞬间呈现为任意数值的信号。模拟信号分为电压型和电流型。 电压型为0~10V，-10~10V 电流型为4~20mA，0~20mA 传输信号时候，要考虑到导线上也有电阻，如果用电压传输则会在导线的产生一定的压降，那接收端的信号就会产生一定的误差了！所以使用电流信号作为仪器仪表的标准传输！ 那么为什么选择4~20mA而不是0~20mA呢？4mA而不是0mA是用来检测线路开路的，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了在工业现场，用一个仪器仪表放大器来完成信号的调理并进行长线传输，会产生以下问题： 第一，由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰； 第二，传输线的分布电阻会产生电压降； 第三，在现场如何提供仪器仪表放大器的工作电压也是个问题。 为了解决上述问题和避开相关噪声的影响，我们用4~20mA电流来传输信号，因为电流对噪声并不敏感。4～20mA的电流环便是用4mA表示零信号，用20mA表示信号的满刻度，而低于4mA高于20mA的信号用于各种故障的报警。 4～20mA电流环在结构上由两部分即变送器和接收器组成，变送器一般位于现场端、传感器端或模块端，而接收器一般在PLC和控制器端，它一般在PLC和控制器控制器内。 4～20mA电流环有两种类型：二线制和三线制。 二线制是变送器位于现场端，由于现场供电问题的存在，一般是接收端利用4～20mA的电流环向远端的变送器供电，通过4～20mA来反映信号的大小。二线制4～20mA电路应用，其工作电源和信号共用一根导线，工作电源由接收端提供。为了避免50/60Hz的工频干扰，采用电流来传输信号。方案设计需要考虑： （1）电路环中的接收器的数量：更多的接收器将要求变送器有较低的工作电压； （2）变送器所必需的工作电压要有一定的余量； （3）决定传感器的激励方法是电压还是电流。 三线制当监控系统需要通过长线驱动现场的驱动器件如阀门等时，一般采用三线制变送器，这里变送器位于监控的系统端，由接收器端直接向变送器供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。三线制4～20mA电路在设计上是由接收器端提供工作电源，为避免50/60Hz的工频干扰，采用电流来传输信号。变送器和现场的负载共用一个地接。方案设计需要考虑： （1）电流环路中的接收器的数量； （2）更多的接收器要求变送器拥有更高的工作电压； （3）保证变送器所必需的工作电压，并应该有一定的余量。 |
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