有源单通道4～20mA模拟量信号隔离变送器

4~20ma隔离器原理
4~20mA隔离器是一种常用的信号隔离器，用于将4~20mA电流信号转换为其他类型的信号，实现信号的隔离和传输。

其工作原理如下：
1. 输入端：隔离器的输入端接收4~20mA电流信号作为输入信号。

2. 隔离：输入端的信号经过隔离器内部的隔离元件进行隔离，使得输入端与输出端之间电气隔离。

3. 调理：隔离器内部的电路对输入信号进行调理处理，如信号放大、滤波、线性化等。

这样可以增强输入信号的稳定性和准确性。

4. 输出端：经过处理后的信号通过输出端以其他形式输出，如4~20mA电流信号、0~10V电压信号等。

5. 隔离和传输：输入信号和输出信号之间通过隔离器实现电气隔离，确保输入信号不会影响输出信号，并且能够安全地传输信号到目标设备。

总结来说，4~20mA隔离器的工作原理是通过接收输入端的
4~20mA电流信号，经过内部的隔离、调理处理，将处理后的信号通过输出端以其他形式输出，并且实现对输入信号和输出信号之间的电气隔离和传输。

压力传感器4-20mA 、RS485压力变送器、模拟量压力变送器压力传感器4-20mA （RS485压力变送器）是把带隔离的硅压阻式压力敏感元件封装于不锈钢壳体内制作而成。

它能将感受到的液体或气体压力转换成标准的电信号对外输出，压力传感器4-20mA （RS485压力变送器）广泛应用于供/排水、热力、石油、化工、冶金等工业过程现场测量和控制。

压力传感器性能指标：测量介质：液体或气体（对不锈钢壳体无腐蚀） 量程：0-1MPa精度等级：0.1%FS 、0.5%FS （可选） 稳定性能：±0.05%FS/年；±0.1%FS/年 输出信号：RS485、4~20mA （可选） 过载能力：150%FS零点温度系数：±0.01%FS/℃ 满度温度系数：±0.02%FS/℃ 防护等级：IP68 环境温度：-10℃～80℃ 存储温度：-40℃～85℃ 供电电源：9V ～36V DC ； 结构材料：外壳：不锈钢1Cr18Ni9Ti 密封圈：氟橡胶膜片：不锈钢316L 电缆：φ7.2mm 聚氨酯专用电缆◆标准螺纹引压测量方式。

◆ 全不锈钢结构，防护等级IP68。

◆ 测量精度高达0.1级。

◆ RS485、4~20mA 输出可选。

◆ 聚氨酯专业电缆，耐高温、耐腐蚀。

压力变送器器DATA-52系列电气连接：外形尺寸：单位：mmDATA-52系列压力传感器接口螺纹：标准M20×1.5或G1/2。

产品选型：产品型号精度 通讯接口 备注DATA-5201 0.5% RS485 1.订货时，请说明量程。

2.产品标配2米电缆，超出部分需另付费用。

DATA-5202 0.5% 4~20mA DATA-52110.1%RS485红色蓝色 黄色 白色电源+ 电源- RS485(A)输出 RS485(B)输出蓝色红色电源+ 4~20mA 输出RS485输出接线图（四线制） 4~20mA 输出接线图（两线制）DATA-52系列压力变送器DATA-52系列压力变送器。

关于模拟变送器信号形式的疑问解答什么是变送器的二线制和四线制信号传输方式？二线制传输方式中，供电电源、负载电阻、变送器是串联的，即二根导线同时传送变送器所需的电源和输出电流信号，目前大多数变送器均为二线制变送器；四线制方式中，供电电源、负载电阻是分别与变送器相连的，即供电电源和变送器输出信号分别用二根导线传输。

一．什么是两线制电流变送器? 什么是两线制? 两线制有什么优点?两线制是指现场变送器与控制室仪表联系仅用两根导线，这两根线既是电源线，又是信号线。

两线制与三线制(一根正电源线，两根信号线,其中一根共GND)和四线制(两根正负电源线，两根信号线,其中一根GND)相比，两线制的优点是：1、不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响，可用非常便宜的更细的导线；可节省大量电缆线和安装费用；2、在电流源输出电阻足够大时，经磁场耦合感应到导线环路内的电压，不会产生显著影响，因为干扰源引起的电流极小，一般利用双绞线就能降低干扰；两线制与三线制必须用屏蔽线,屏蔽线的屏蔽层要妥善接地。

3、电容性干扰会导致接收器电阻产生误差，对于4～20mA两线制环路，接收器电阻通常为250Ω（取样Uout=1～5V）这个电阻小到不足以产生显著误差，因此，可以允许的电线长度比电压遥测系统更长更远；4、各个单台示读装置或记录装置可以在电线长度不等的不同通道间进行换接，不因电线长度的不等而造成精度的差异，实现分散采集，分散式采集的好处就是：分散采集，集中控制....5、将4mA用于零电平，使判断开路与短路或传感器损坏（0mA状态）十分方便。

6,在两线输出口非常容易增设一两只防雷防浪涌器件,有利于安全防雷防爆。

三线制和四线制变送器均不具上述优点即将被两线制变送器所取代，从国外的行业动态及变送器心片供求量即可略知一斑，电流变送器在使用时要安装在现场设备的动力线上，而以单片机为核心的监测系统则位于较远离设备现场的监控室里，两者一般相距几十到几百米甚至更远。

变送器4-20mA电流的由来工业上普遍需要测量各类非电物理量，例如温度、压力、速度、角度等，它们都需要转换成模拟量电信号才能传输到几百米外的控制室或显示设备上。

这种将物理量转换成电信号的设备称为变送器。

工业上最广泛采用的是用4~20mA电流来传输模拟量。

4-20mA，指的就是最小电流为4mA，最大电流为20mA。

在工业现场，要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，我们会用电流来传输信号，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。

为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？很简单，如果0是最小，那么开路故障就检测不到了！那么，为什么偏偏是4mA呢？正常工作时，电流信号不会低于4mA。

当传输线因故障断路，环路电流降为0。

常取2mA作为断线报警值。

有两个原因。

一个原因是为了避免干扰，另一个原因是在4-20mA使用的是两线制，即两根线即是信号线，同时也是电源线，而4mA是为了给传感器提供电路的静态工作电流用。

这个4-20mA控制回路是怎么工作的呢？4-20mA构成基础要件：24V电源供电变送器控制4-20mA信号使其与过程变量成比例变化指示器将4-20mA信号转化为相应过程变量指示器或控制器I/O输入电阻250Ω分流器生成1-5V输入信号（欧姆定律：电压=电流*电阻，4-20mAX250ohms=1-5V）通常情况下：1)它们将热电偶或热电阻传感器的温度信号转换为4-20mA信号然后再输出；2)控制器再将4-20mA反译为具体的温度值；3)基于此温度值，控制回路给实现对过程终端控制元件的控制。

同样，控制回路中的压力变送器，通常用来测量过程介质的压力值：1)传感器感知压力，又由变送器将信号转换为4-20mA 信号；2)控制器再将4-20mA信号反译为压力值；3)控制器根据压力值，给阀门发送指令，控制阀门开度实现安全阀控制，确保容器不产生危险压力。

4-20ma、0-5v信号隔离器优越性说明一、优越性：在各个过程环路中使用信号隔离办法可以用DCS或PLC等隔离卡件或者现场带隔离的变送器（部分设备可以做到），也可以用信号隔离器来实现。

比较起来，用信号隔离器有以下优点：·绝大部分情况，采用信号隔离器+非隔离卡件比采用隔离卡件便宜·信号隔离器比隔离卡件在隔离能力、抗电磁干扰等方面性能更加优越·信号隔离器应用灵活，而且它还有信号转换和信号分配及接口转换等功能，使用起来更加方便·信号隔离器通常有单通道、双通道、通道间相互完全独立，构成系统的配置、日常维护更加方便。

工业生产中为增加设备带载能力并保证连接同一信号的设备之间互不干扰，提高电控安全性能，需要将仪器仪表或传感器输出的电压电流、频率、电阻等信号进行采集运算、隔离放大、转换变送及去干扰处理后，得到行业通用的标准模拟电流或电压信号，安全送给二次仪表或PLC/DCS/PC机使用。

用户使用模拟信号隔离器/隔离放大器/隔离变送器/数据采集器等产品，有时会遇到现场信号匹配、负载匹配、高频干扰、多路信号窜扰等技术问题，或有源无源、2/3/4线制、回路馈电等选型应用方法问题。

二、应用举例:1、保护下级的控制回路。

2、消弱环境噪声对测试电路的影响。

3、抑制公共接地、变频器、电磁阀及不明脉冲对设备的干扰；同时对下级设备具有限压、额流的功能是变送器、仪表、变频器、电磁阀PLC/DCS输入输出及通讯接口的忠实防护。

DIN系列导轨结构，易于安装，可有效的隔离输入、输出和电源及大地之间的电位。

能够克服变频器噪声及各种高低频脉动干扰。

三、定义IRT U(A) - P - O输入电压(V) 或 电流信号(mA)值U1：0-5V A1：0—1mAU2：0-10V A2: 0—10mAU3：0-75mV A3: 0—20mAU5：0-±5V A5：0—±1mAU6：0-±10V A6: 0—±10mAU7：0-±100mV A7: 0—±20mAU8：用户自定义 A8: 用户自定义辅助电源P1:DC24V P2:DC12VP3:DC5V P4:DC15V P5:用户自定义输出信号O1:4-20mA O2:0-20mA O4:0-5V O5:0-10VO6:1-5V O7: 0-±5V O8: 0-±10V O9: -20-+20mA 产品列举：例1： 信号输入：0-5V； 信号输出：0-5V； 辅助电源：24V 型号：IRT-U1-P1-O4例2： 信号输入：0-10V；信号输出:0-20mA；辅助电源：24V 四、特点：>> 0~1V(max 2A)/0~10V/0-24V(max 2A) 等电压信号输出 >> 螺丝固定安装，插拔式接线端子 >> 尺寸：120 x 105 x 29mm>> 工业级温度范围: - 45 ~ + 85 ℃>> 地线干扰抑制1.SIP12脚符合UL94V-0标准阻燃封装2. 辅助电源：5VDC，12VDC，15VDC，24VDC 等单电源供电3.只需外接电位器既可调节零点和增益4.电源、信号、输入输出 3000VDC 隔离5.工业级温度范围：-45～+85度6.有较强的抗EMC 电磁干扰和高频信号空间干扰特性7.大小： 32.0mm*13.8mm*8.8mm9.产品技术参数>> 精度、线性度误差等级： 0.1、0.2、0.5级 >> 4-20mA/0-5V/0-10V 等标准信号输入 >> 0~100mA/0~500mA/0~1A/0-2A 等电流信号输出 >> 信号输入/信号输出 3000VDC 隔离>> 辅助电源：12V、15V 或24V 直流单电源供电 >> 辅助电源与输出信号不隔离 >> 工业现场信号隔离与放大 >> 电流信号放大或电压信号驱动能力加强 >> 电磁阀、比例阀门线性驱动器 >> 电磁开关线性控制器 >> 电磁驱动线圈或大功率负载 输入参数输出参数注: 电流输出型如果要求负载电阻500Ω,请另做注明 五、安装方式：》模块式安装：集成出的一个模块，主要用于焊接在PCB 板上，减少占用空间的一种安装方式。

有源隔离型4-20mA信号变换电路的设计1、设计基本要求：1、电源供电24Vdc，输入电流4-20ma，输出电流4-20ma。

2、输出电流4-20ma带负载能力达到300欧姆。

3、电源供电24Vdc，输入电流4-20ma，输出电流4-20ma三者相互隔离。

4、输出电流跟踪输入电流变化，跟踪精度达到1%。

2、发挥部分：直接以PT100的电阻输入替代输入电流4-20ma电流，实现隔离型热电阻变送器功能。

即100欧电阻输入，输出4毫安，138.5欧姆电阻输入，输出20毫安。

具体电路请记笔记。

可参考：/more.asp?name=xinjihua&id=37300的相关资料提高题1：无源二线制隔离型4-20mA信号变换电路的设计1、无源供电，输入电流4-20ma负载能力达到500欧姆。

2、输入电流4-20ma，输出电流4-20ma。

3、输出电流4-20ma负载能力达到200欧姆。

4、输入电流4-20ma既作为信号传递，又作为设备供电电源。

5、输入电流4-20ma，输出电流4-20ma二者相互隔离。

下面是对“2009年全国大学生电子设计竞赛题目分析”请您参考。

这是北京理工大学一个电子竞赛组委会专家分析的情况，现跟您分享一下，如果需要什么资料可及时联系王浩。

首先，09年题目应该与往年差异不大。

无非是仪器类、电源类、放大器类、控制类等几大块。

所以现在老师用以前的训练模式给学生打基础应该没什么问题。

但有一下几点要注意：1、因为推荐全国都有笔试考核，笔试多数以电子基础、模电知识为主，所以09年全国题目应该会继续在模电题目上下功夫，而数字电路，因为现在出题难度、芯片功能等原因，可能会不再考。

2、频谱仪、信号发生器、相位仪等相关题目都基本出过，所以如果仪器类继续出题目的话，可能还是在原先的基础上加强功能或者增加难度，但是这类型题目出的次数都比较多，不怀疑换类型的可能。

仪器方面也要根据实验常用的仪器来判断哪些仪器在往年还没有涉及，而有可能当做新的方向来考核的,比如失真度仪什么的。

4-20ma供电电路工作原理4-20mA供电电路工作原理一、引言4-20mA供电电路是一种常用的工业控制领域中的传感器供电和信号传输方式。

本文将介绍4-20mA供电电路的工作原理及其在工业控制系统中的应用。

二、工作原理1. 电流模拟量信号4-20mA供电电路是基于电流模拟量信号的传输方式。

在这种方式下，传感器输出的信号被转换成相应的电流值，然后通过电路传输到控制系统中进行处理和分析。

2. 电流变送器为了将传感器的信号转换为电流模拟量信号，通常需要使用电流变送器。

电流变送器通常由电流源、电阻和传感器组成。

电流源为电路提供稳定的电流，而电阻则用于控制电流的大小，使其在4-20mA 范围内变化。

传感器的输出信号通过电阻与电流源相连接，形成了一个闭合的电流回路。

3. 电流传输在4-20mA供电电路中，电流的大小代表了传感器输出信号的大小。

当传感器输出为最小值时，电流为4mA；当传感器输出为最大值时，电流为20mA。

通过改变电流的大小，可以实现对传感器信号的精确传输。

4. 电流计算在控制系统中，接收到电流模拟量信号后，需要进行电流转换以获得对应的传感器信号值。

通常，使用电流计算器进行计算。

电流计算器根据电流模拟量信号的范围和变化规律，将电流转换为相应的传感器信号值。

三、应用场景4-20mA供电电路在工业控制系统中有广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景：1. 温度测量在温度测量中，温度传感器通常输出电压信号。

通过将电压信号转换为电流模拟量信号，可以更好地适应工业环境中的干扰和电阻变化。

4-20mA供电电路能够稳定地传输温度信号，保证测量的准确性和可靠性。

2. 压力监测压力传感器通常输出电阻信号。

通过将电阻信号转换为电流模拟量信号，可以减小电阻变化对信号传输的影响。

4-20mA供电电路能够传输精确的压力信号，实现对压力变化的监测和控制。

3. 液位检测液位传感器通常输出电容信号或电阻信号。

通过将电容信号或电阻信号转换为电流模拟量信号，可以提高信号传输的稳定性和可靠性。

温湿度变送器使用说明书（模拟量型）1.1 产品概述该变送器广泛适用通讯机房、仓库楼宇以及自控等需要温湿度监测的场所，传感器内输入电源，测温单元，信号输出三部分完全隔离。

安全可靠，外观美观，安装方便。

1.2 功能特点采用瑞士进口的测量单元，测量精准。

采用专用的模拟量电路，使用范围宽。

10~30V 宽电压范围供电，规格齐全，安装方便。

可同时适用于四线制与三线制接法。

2. 产品选型2.1 86液晶壳2.2 壁挂王字壳3. 设备安装说明3.1 设备安装前检查■变送器设备1台■12V/2A电源1台（选配）■合格证、保修卡、售后服务卡等3.2 接线3.2.1: 电源接线宽电压10~30V直流电源输入。

针对0-10V输出型设备只能用24V供电。

3.2.2: 输出接口接线设备标配是具有2路独立的模拟量输出。

同时适应三线制与四线制。

3.3 具体型号接线3.3.1: 壁挂王字壳接线3.3.2: 管道壳体接线3.3.3: 86液晶壳接线序号说明序号说明1 电源正 5 温度信号正2 电源负、温湿度信号负 6 传感器黑色线3 传感器黄色线7 湿度信号正4 传感器棕色线8 传感器蓝色线注：传感器内置时，3、4、6、8空闲。

3.4 接线方式举例四线制接法示意图三线制接法示意图4. 常见问题及解决办法4.1 无输出或输出错误可能的原因：1)量程对应错误导致PLC计算错误，量程请查阅第一部分的技术指标。

2)接线方式不对或者接线顺序错误。

3)供电电压不对（针对0-10V型均为24V供电）。

4)变送器与采集器之间距离过长，造成信号紊乱。

5) PLC采集口损坏。

6)设备损坏。

附录：各种壳体尺寸壁挂王字壳：110×85×44mm86液晶壳：86×86×26mm。