老信4-20ma电流信号发生器全新全细讲解

4-20mA信号传输的详解我来回答这个问题，希望能让你走出困惑。

远距离传输模拟信号，使用电压方式显然不合理，因为有线路消耗存在压降，当然有些人说可以以高传输阻抗减少传输电流来降低压降的影响，但是系统的抗干扰能力大大降低。

把敏感器件的信号转换成电流信号来传输可以消除传输线带来的压降误差，但是多大合适呢？我们的双绞线特性阻抗是50欧姆左右，相隔1CM宽的0.2平方毫米的导线特性阻抗300欧姆左右，所以负载电阻选择50-300欧姆比较理想，为了AD转换方便，负载电阻上的信号最大量程值一般5-10V比较合适，那么权衡所有，负载电阻250欧姆，电流20mA，负载压降5V比较满意。

那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？为了减少接线的复杂性，传感器选择2线要比多线简单的多，2线既要传输信号，又要给传感器供电，所以设计者从中盗窃4mA电流给传感器放大电路供电，这样4-20mA的标准就确定了。

如果还不明白，就给我QQ留言吧，我一定让你弄明白是怎么回事。

4-20MA信号是IEC规定的过程控制标准模拟信号，我过为3型仪表制式，因为是电流传送，只要导线内阻加负载电阻*20MA后，小于规定的上限电压就可以，是专们远传用的，比2型表的0`10MA不同的是可以克服零点死区，干扰不大的情况也无须屏蔽，负载端也可加一250欧电阻形成1~5V电压信号给接受的二次仪表。

要看你的线径了，如果阻抗小的话，1000M-2000M没有问题；当然你还可以选择无线传送信号。

换用其他的线，可以有效提高信号强度及干扰。

4-20mA输出信号，传输距离有限制，关键看信号输出设备可以拉升到多高的电压和是否具有输出的功率。

如果距离较远的话，可以在一定距离上增加MHM-04B 信号中继器，提升信号的传输距离。

同时还要注意，传输距离越长，可能受到干扰的可能性也就越大。

所以较合理的设计方案是在增加信号中继器后，再加装一个无源型的信号隔离器（MHM-05A),这样可以有效的将传输中的干扰信号隔离掉。

4-20ma信号发生器电路制作要求：以精度0.5级为例,二线制4～20mA模拟恒环路信号发生器执行标准：GB/T13850－1998；(1)基准要稳,４mA是对应的输入零位基准，基准不稳，谈何精度线性度，冷开机３分锺内４mA的零位漂移变化不超过4.000mA0.5%以内;(即3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V，国外IC心片多用昂贵的能隙基准，温漂系数每度变化10ppm；(2)内电路总计消耗电流<4mA,加整定后等于4.000mA,而且有源整流滤波放大恒流电路不因原边输入变化而消耗电流也随之变化，国外IC心片采用恒流供电；(3)当工作电压24.000V时,满量程20.000mA时,满量程20.000mA的读数不会因负载0-700Ω变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内；(4)当满量程20.000mA时,负载250Ω时,满量程20.000mA的读数不会因工作电压15.000V-30.000V变化而变化;变化不超过20.000mA0.5%以内；(5)当原边过载时，输出电流不超过25.000mA+10%以内，否则PLC/DCS内供变送器用的24V工作电源和A/D输入箝位电路因功耗过大而损坏，另外变送器内的射随输出亦因功耗过大而损坏，无A/D输入箝位电路的更遭殃；(6)当工作电压24V接反时不得损坏变送器,必须有极性保护；(7)当两线之间因感应雷及感应浪涌电压超过24V时要箝位,不得损坏变送器；一般在两线之间并联1-2只TVS瞬态保护二极管 1.5KE可抑制每20秒间隔一次的20毫秒脉宽的正反脉冲的冲击,瞬态承受冲击功率1.5KW-3KW；(8)产品标示的线性度0.5％是绝对误差还是相对误差,可以按以下方法来辨别方可一目了然:符合下述指标是真的线性度0.5％.原边输入为零时输出４mＡ正负0.5%(3.98-4.02mA),负载250Ω上的压降为0.995-1.005V原边输入10％时输出5.6mＡ正负0.5%(5.572-5.628mA)负载250欧姆上的压降为1.393-1.407V原边输入25％时输出8mＡ正负0.5%(7.96-8.04mA)负载250Ω上的压降为1.990-2.010V原边输入50％时输出12mＡ正负0.5%(11.94-12.06mA)负载250Ω上的压降为2.985-3.015V原边输入75％时输出16mＡ正负0.5%(15.92-16.08mA)负载250Ω上的压降为3.980-4.020V原边输入100％时输出20mＡ正负0.5%(19.90-20.10mA)负载250Ω上的压降为4.975-5.025V(9)原边输入过载时必须限流:原边输入过载大于125%时输出过流限制25mＡ+10%(25.00-27.50mA)负载250Ω上的压降为6.250-6.875V；(10)感应浪涌电压超过24V时有无箝位的辨别:在两线输出端口并一个交流50V 指针式表头,用交流30-35V接两根线去瞬间碰一下两线输出端口,看有无箝位,箝位多少伏可一目了然啦；(11)有无极性保护的辨别:用指针式万用表Ω乘10K档正反测量两线输出端口,总有一次Ω阻值无限大,就有极性保护；(12)有无极输出电流长时间短路保护：原边输入100％时或过载大于125%-200%时，将负载250Ω短路，测量短路保护限制是否在25mＡ+10%；(13)工业级别和民用商用级别的辨别:工业级别工作温度范围是-25度到＋７０度，温漂系数是每度变化１００ppm,即温度每度变化１度,精度变化为万分之一；民用商用级别工作温度范围是０度（或-10度）到＋７０度（或+50度）,温漂系数是每度变化25０ppm,即温度每度变化１度,精度变化为万分之二点五。

4-20mA输出电路讲解编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（4-20mA输出电路讲解）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为4-20mA输出电路讲解的全部内容。

4-20mA输出电路一、4—20mA电流环工作原理在工业现场，用一个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：1.由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；2。

传输线的分布电阻会产生电压降；3。

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。

对4－20mA电路的输出要求1）输出电流与输入电压成正比;2）输出电流为恒流源.即当负载电阻在规定范围内变化时，输出电流保持不变；3）输出电流对电源变化、环境温度等的变化不敏感。

一般地，还要附加一个要求，即输入电压与输出电流共地。

二、4—20mA电路1。

7362405593由图可见，电路中的主要元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅助元件构成，V0为偏置电压，Vin为输入电压即待转换电压,R 为负载电阻.其中运算放大器起比较器作用，将正相端电压V+输入信号与反相端电压V-进行比较，经运算放大器放大后再经三极管放大,BG9013的射级电流Ie作用在电位器Rw上。

由运放性质可知:V—= Ie•Rw= (1+ k）Ib•Rw （k为BG9013的放大倍数）,流经负荷R 的电流Io即BG9013的集电极电流等于k•Ib。

4~20mA电流信号发生器电路
许多网友发信请求提供自制低成本，适应多种电源的精度0.5级的4~20mA电流信号发生器电路，用来自制。

根据实际情况本人将以前设计的二线制交流电流变送器电路稍作修改修改后，提供给大家进行自制。

具体的电路分析清参照“老信”的博客里的“二线制交流电流变送器的设计步骤”一文。

经过实际测试，在电流输出20mA时，电路内部压降为7V左右。

在12V电源时，输出带负载能力为250欧姆。

在24V电源时，输出带负载能力大于750欧姆。

精度等级0.5级。

欢迎大家将实际制作过程反馈至本人博客文章里的留言里，供大家参考。

同时欢迎提供更好的电路供大家交流提高。

0~10V转换为4~20mA电路分析信老师，您好！我是机械电子专业的学生，正在做“电流转换电路”的设计，0~10V 转换为4~20mA，我遇到了很大的问题，就是不会推导输入电压和输出电流的关系式，我附上了题目和相关的图，您能就以下两个思考题帮我分析一下么？然后给我回复。

我在中华工控网也给您回帖了！万分感谢，有机会来北京我请您吃饭，呵呵！[附题]简要说明：为提高抗干扰能力，模拟信号经常采用4~20mA电流信号进行远距离传输。

本电路的功能是将0~10V的输入电压信号ui转换成4~20mA 的电流信号Io供长距离传输用。

思考题：1．电路中电位器W1、W2和W3的作用各是什么？怎样相互配合调整才能使输出范围为4~20mA。

2．图中第2级放大器的增益应如何计算？（难点）回答：1，首先说明，按照你提供的参数是不能正常工作的！2，N1在输入10V时会反相饱和导通。

原因是你在抄袭电路时，将R2，W1的阻值搞错了。

3，第1级N1是反相衰减是放大器，应该将输入的0～10V电压信号变成负0～1.6V的信号。

增益A=-(RF/Rf)UiRF=R2+W1=1.5KΩ+200ΩRf=R1=10KΩ此时 A=-（1.6/10）Ui=0.16(0~10V)=0~1.64, 第2级N2是反相加法器，在接受前级输入的-0~1.6V同时与零点基准电压W2取来的-4V电压相加后，再与反馈电压VR11(0.4~2V)比较取得平衡，从而达到稳定输出电流的目的。

加法器电路是一个典型的反相加法放大器，输出电压Eo可以有以下公式表示：Eo=-[Vi1(RF/Rf1)+Vi2(RF/Rf2)]式中 Eo 输出电压Vi1 前级来的信号电压（-0～1.6V）Vi2 系统零点基准调节电压（-4V）RF 加法器反馈电阻（10KΩ+600Ω）Rf1 前级信号输入电阻（10KΩ）Rf2 基准调节电压信号的输入电阻（100KΩ）由于后一级电路要求，反相加法放大器是一个1：1的加法电路。

辽宁工业大学单片机及接口技术课程设计（论文）题目：直流4～20mA电流信号发生器院（系）：电子与信息工程学院专业班级：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：讲师起止时间：2012.7.5—2012.7.13课程设计（论文）任务及评语目录第1章设计方案论证 (1)1.1设计的应用意义 (1)1.2设计方案选择 (1)1.3总体设计方案框图及分析 (2)控制模块： (2)显示电路模块： (2)压控恒流模块： (3)第2章硬件电路设计 (4)2.1单元电路设计与原理分析 (4)显示部分 (5)稳压电源部分 (7)第3章程序设计 (9)3.1主程序流程图，如图3.1所示。

(9)3.2 源程序清单 (9)第4章设计总结 (12)参考文献 (13)附录1： (14)附录2： (16)第1章设计方案论证1.1设计的应用意义随着电子技术的发展、数字电路应用领域的扩展，在电子工程、通信工程、自动控制、遥测控制、测量仪器、仪表和计算机等技术领域，经常需要用到各种各样的信号发生器。

信号发生器是科研、教学试验及各种电子测量技术中很重要的一种信号源。

在科学研究或在工厂的电子产品上有着广泛的应用。

当今社会，数控恒压技术已经比较成熟，但是恒流方面特别是数控恒流的技术才刚刚起步且有待发展，高性能的数控恒流器件的开发和应用存在巨大的发展空间。

本文正是应社会发展的需求，研制出一种基于单片机的高性能的数控直流恒流源。

本信号发生系统输出电流稳定，输出电流可在0～20mA范围内任意设定，不随负载和环境温度的变化，并具有较高的精度，因而可实际应用于需要高稳定度小功率的信号源的领域。

1.2设计方案选择根据题目要求与提示，系统设计可划分为稳压电源、控制器、压控恒流源、显示模块四部分。

压控恒流源是本系统的功率模块部分，主要起电流输出调整的作用。

稳压电源主要是为压控电流源提供主电源以及为控制器提供辅助工作电源。

采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过改变输入数字量来改变输出电流值。

4-20ma电流信号放大器简介什么是信号隔离器？安装注意什么？工业控制系统中，时长能够见到信号隔离器的身影。

那么，什么是信号隔离器？信号隔离器安装注意什么？接下来，专注研发、设计、生产工业控制产品的——小编为您解答。

什么是信号隔离器？信号隔离器别名信号隔离器、信号转换器、信号调理器，是工业控制系统中较为重要的构成部分， 信号隔离器是一种采用光电隔离原理或者磁电隔离原理，将输入信号进行隔离和转换后输出的电子设备。

它的优势在于，对高、低频干扰信号的抑制方面均有着不错的表现。

使在大功率变频控制系统中依然能够可靠的使用。

信号隔离器安装注意什么？由于信号隔离器生产厂家不同，所以，在安装产品的时候对信号隔离器的生产工艺、接线定义是不一样的。

不过，它的使用场合基本上是相同的，因此，对于产品的维护方面基本相同。

1、使用前，小编建议施工人员，先详细的查看一下信号隔离器使用说明书，掌握一下产品的性能知识和使用方式。

2、作为信号隔离使用时，施工人员需要先将输入端串入环路电路中，然后，输出端接取样回路。

3、作为隔离配电使用时，施工人员需要将输入端并入电源电路中，然后，输出端接变送器。

4、如果安装后，遇到信号隔离器不正常工作的情况，施工人员需要检查一下接线方面是否正确，注意电源有无及极性反正。

主要特性:>>精度等级：0.1级、0.2级。

产品出厂前已检验校正，用户可以直接使用>>所有输入、输出及供电电源之间全部互相隔离。

>>辅助电源：5V/12V/15V/24VDC（范围±10%）>>四路国际标准信号输入:0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等>>四路输出标准信号：0-5V/0-10V/1-5V,0-10mA/0-20mA/4-20mA等，具有高负载能力>>全量程范围内极高的线性度（非线性度<0.2%）>>标准DIN35 导轨式安装（尺寸：120 x 70 x 43mm）>>具有较强的抗电磁干扰和高频信号干扰能力应用：>>模拟信号数据隔离、采集和变换，信号隔离器>>隔离4-20mA或0-20mA信号传输>>工业现场信号隔离及变换>>信号长线无失真传输>>仪器仪表信号收发>>电力监控、医疗设备隔离>>变频器信号隔离采集>>PLC/FA 电机信号隔离控制>>非电量信号变送产品最大绝对额定值：Continuous Isolation Voltage（持续隔离电压）:3000VDCJunction Temperature（工作温度）:+85℃Storage Temperature （存贮温度）:+150℃电源电压范围：±10%Vin注意：如果超出上述范围，产品可能会引起永久性损坏。

JLY-SG-01 信号发生器 JLY-SG-01信号发生器JLY-SG-01使用范围：信号发生器JLY-SG-01包含了电子设计、现场调试、调光调速、恒流驱动、正弦波信号等电子开发和调试过程中常用的信号。

PWM和0-10V信号可以用来对电机进行调速和对LED进行调光；正弦波发生器可以用来作为激励信号进行调制和解调；4-20ma和0-10V可以用来调试变送器和传感器；0-2ma可以用来驱动小信号传感器；Modbus 接口可以使该信号发生器与PLC和PC进行通信。

信号发生器包含：●2路0-10V信号 ●2路4-20ma信号 ●1路0-2ma信号 ●1路正弦波信号 ●4路PWM信号 ●1路Modbus信号。

每一路信号接口独立，互不影响。

即所有信号都可以同时工作。

系统开放校准接口，用户可自行校准，但须严格按照校准说明步骤进行JLY-SG-01信号发生器 JLY-SG-01JLY-SG-01主要特点：● 仪器小巧，告别笨重。

可手持、可桌面放置、可导轨安装亦可墙壁安装。

● 温度补偿，良好的稳定性，超高的精度 ● 工业化设计，响应速度快● 信号接口丰富且每路信号独立运行，互不干扰。

一机在手，调试无忧 ● 高亮度点阵屏，硅胶按键，手感颜值爆表 ● 模拟信号最低可以调整到0，使信号更完整技术指标：● 4-20ma：精度±0.5%，负载小于300Ω ● 0-2ma：精度±0.5%，负载小于3k Ω ● 0-10V： 精度±0.5%，负载大于5k Ω ● 正弦波信号：频率精度±0.5%，负载大于10K Ω，峰峰值：4.2V。

其频率可设置范围：50Hz ~ 999.999KHz ● PWM 信号：频率精度±0.5%，负载大于10K Ω，VH>2.4V，VL<0.6V，Vmax=5V。

其频率可设置范围：100Hz ~ 200KHz● 12~15VDC 供电，最大电流500ma ● 工作温度：0~50℃ ● 存储温度：-20~65℃ ● LCD12864显示屏，硅胶按键● 参数可通过MMI 按键设置亦可通过Modbus 设置 ● 预留用户校准接口，当仪表误差大时可自行校准（须严格按照校准操作章节进行操作）接线图：操作说明：●开机/关机操作关机状态下，短按“M”系统开机；开机状态下，长按“M”3s，待显示屏变暗后松开按键即可关机。

4-20ma标准信号4-20ma标准信号是工业领域中常见的一种模拟信号，广泛应用于各种工业自动化控制系统中。

本文将对4-20ma标准信号的特点、应用及相关知识进行介绍。

首先，4-20ma标准信号是一种电流信号，其特点是稳定可靠，抗干扰能力强。

相比于电压信号，电流信号在传输过程中受到干扰的影响较小，能够保证信号的稳定性，因此在工业环境中得到广泛应用。

4-20ma标准信号通常用于传输各种参数的测量数值，如温度、压力、流量等。

传感器将测量到的参数转换为4-20ma的电流信号，再经过信号调理模块进行放大和处理，最终送入PLC或DCS等控制系统进行监测和控制。

由于4-20ma信号具有线性关系，便于在控制系统中进行精确的测量和调节。

在实际应用中，4-20ma标准信号的传输距离通常较远，因此需要考虑信号的衰减和传输损耗。

为了保证信号的准确性，通常需要采用合适的电缆和信号放大器，以及进行合理的接地和屏蔽措施，以减小外界干扰对信号的影响。

此外，4-20ma标准信号的标定和调试也是工程应用中需要重点关注的问题。

在使用过程中，需要根据实际测量范围和传感器的特性进行合理的标定，以确保信号的准确性和稳定性。

同时，还需要注意信号的反向保护和过载保护，避免因异常情况导致信号失真或损坏设备。

总的来说，4-20ma标准信号作为工业自动化控制系统中常用的一种模拟信号，具有稳定可靠、抗干扰能力强等特点，在各种工业场景中得到广泛应用。

在实际工程中，需要充分理解其特点和应用要求，合理设计和调试信号传输系统，以确保系统的稳定性和可靠性。

希望本文能够对读者对4-20ma标准信号有所帮助，谢谢阅读！。

4-20ma一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，指最小电流为4mA,最大电流为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变送器的标准传输！中文名4-20ma最小电流4mA最大电流20mA特点具有传感器的线性化电路概述一般仪器仪表的信号电流都为4-20mA，指最小电流为4mA,最大电流为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变送器的标准传输！那么为什么选择4-20mA而不是0-20mA呢？为了减少接线的复杂性，传感器选择2线要比多线简单的多，2线既要传输信号，又要给传感器供电，所以设计者从中盗窃4mA 电流给传感器放大电路供电，这样4-20mA的标准就确定了。

4~20mA电流环工作原理在工业现场，用一个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电流环有两种类型：二线制和三线制。

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XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。

二线系统是XTR和传感器位于现场端，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XTR供电，通过4～20mA来反映信号的大小。

4～20mA产品的典型应用是传感和测量应用。

二线制4-20mA电流信号发生器V2升级版使用手册JS-420ISG-V21技术指标：1.1供电电压：15V---30V；1.2输出范围：4-20mA/3-21mA；1.3显示方式：实际电流/百分比/Hz；1.4采样电阻：小于500欧姆；1.5输出精度：±0.5％；显示精度：0.01；2接线图（电流环原理）：接线端子不分正负；三线制的GND不用接；四线制的请参考上面二线回路的端子，来看哪个端子不需要接；无论怎么接线，电流环的原理都是要形成回路，我们的表串到回路中就能用4-20mA自己产生电压工作，从而控制回路中的电流；3简易测试图：4尺寸图：5系统操作：5.1 参数设置：（顺时针旋一格为“+”逆时针旋一格为“-”，按下旋钮为“确定”）5.1.1 按住旋钮2秒进入参数设置，显示参数号”F001”, 按“确定”，设置参数“F001”的值，=0为粗调；=1为微调；按“确定”保存其值； 5.1.2 显示参数号”FXXX ”的时候，“+”“-”旋转修改参数号，要进入F002参数，需先输入密码“+ - - +”,进入F100需先输入密码”+ - + -” ,进入F200需先输入密码” - + - +”；参数表1：进入F002-F007(系统设置)需先输入密码“+ - - +”序号 说明 备注默认F001输出模式0:粗调模式，”F004”设置圈数 1:微调模式，”F005”设置圈数2:快捷输出(很多产品生产时只需验证几个值，快速测试) 3:自动曲线输出(用于老化产品设备)(模式2、3需要先设置参数”F100” ”F200” >0) 0F002 输出范围 0:4-20mA 1:3-21mA 0 F003 显示方式 0:实际电流 1:百分比0-100.0 2:50HZ0 F004 粗调模式加减值/每个脉冲 1-50 每个脉冲的加减数字，无小数点概念 (1-50)×10 1 F005 微调模式加减值/每个脉冲 1-50 每个脉冲的加减数字，无小数点概念 (1-50)1 F006 输出值自动保存 0:不自动保存(需要按下“确定”保存) 1:自动保存0 F007输出校准-100 -- +100 仅内部参考，修改请谨慎 约20mA ±4mA参数表2：进入F100…(快捷输出值设置)需要输入密码“+ - + -” 该功能出厂默认不用 序号 说明 备注默认 F100快捷输出点数0:快捷输出模式不用 2-9:点数F101…F109 9个点的输出值 范围:3.00-21.00mA 有多少个点就可以设置多少个值参数表3：进入F200…(自动曲线输出设置)需先输入密码“- + - +” 该功能出厂默认不用 (每段曲线设置有3个参数，“FtXX ”运行时间 “FAXX ”起始电流 “FbXX ”结束电流) 序号 说明 备注默认 F200 曲线数量 0:自动曲线输出模式不用 1-9:段数0 Ft01 第1段曲线时间0-999秒 “F200”有多少段就设置多少个值FA01 第1段曲线起始电流 3.00-21.00mA Fb01 第1段曲线结束电流 3.00-21.00mA Ft02 第2段曲线时间 0-999秒… ……Fb09第9段曲线结束电流 3.00-21.00mA5.1.3 自动曲线输出设置举例：。

4-20mA信号是什么意思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。

肯定有很多朋友会问：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，4-20 mA X 250 ohms = 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。

4-20ma信号原理
4-20mA信号是一种常见的工业控制信号，用于传输和测量模拟量信号。

它是指电流的范围从4mA到20mA，对应于被测量的变量的范围。

4-20mA信号的原理基于电流的线性关系。

当被测量的变量处于最低值时，电流为4mA；当被测量变量处于最高值时，电流为20mA。

通过改变电流的大小，可以传递和测量不同的变量值。

这种原理使4-20mA信号具有较好的抗干扰性和远距离传输能力。

在实际应用中，4-20mA信号通常通过传感器来产生，传感器将被测量的变量转换为相应的电流输出。

这个电流信号可以通过电缆传输到控制室或其他设备进行处理和监测。

为了确保信号的准确性和稳定性，4-20mA信号通常需要与外部电源相连接。

外部电源为信号提供所需的电能，同时也提供了电流的参考点。

通过与电源相连接，4-20mA信号可以相对地进行测量，这意味着当电流超过4mA时，表示被测量的变量值超过了最低值。

在接收端，有相应的电路和设备来解读和处理4-20mA信号。

这些设备通常包括比例放大器、变送器和数据采集系统等。

它们可以将电流信号转换为可读取的数值，并进行进一步的控制和监测。

总的来说，4-20mA信号是一种常见的工业控制信号，通过改
变电流的大小来传递和测量不同的变量值。

它的原理基于电流的线性关系，具有较好的抗干扰性和远距离传输能力。

在实际应用中，需要与外部电源相连接，并通过相应的电路和设备来解读和处理信号。

4-20m A输出电路一、4-20mA电流环工作原理在工业现场，用一个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：1.由于传输的信号是电压信号，传输线会受到噪声的干扰；2.传输线的分布电阻会产生电压降；3.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。

对4－20mA电路的输出要求1）输出电流与输入电压成正比；2）输出电流为恒流源。

即当负载电阻在规定范围内变化时，输出电流保持不变；3）输出电流对电源变化、环境温度等的变化不敏感。

一般地，还要附加一个要求，即输入电压与输出电流共地。

二、4-20mA电路1.由图可见，电路中的主要元件为一运算放大器LM324和三极管BG9013及其他辅助元件构成，V0为偏置电压，Vin为输入电压即待转换电压，R为负载电阻。

其中运算放大器起比较器作用，将正相端电压V+输入信号与反相端电压V-进行比较，经运算放大器放大后再经三极管放大，BG9013的射级电流Ie作用在电位器Rw上。

由运放性质可知：V-=Ie?Rw=(1+k)Ib?Rw(k为BG9013的放大倍数)，流经负荷R的电流Io即BG9013的集电极电流等于k?Ib。

令R1=R2，则有V+=V-=V0+Vm=(1+k)Ib?Rw=(1+1/k)Io?Rw，其中k>1所以Io≈(Vo+Vin)/Rw其中：Io为输出到负载的电流Vo为偏置电压Vin为输入电压即待转换电压Rw为反馈电阻即三极管射极电流Ie流经的电位器或电阻由上述分析可见，输出电流Io的大小与输入电压Vin成正比(偏置电压和反馈电阻Rw为定值时)，而与负载电阻R的大小无关，说明电路良好的恒流性能。

在改变Vo的大小，可在Vin=0时改变Io的输出。

4-20mA模拟量信号的一些技术细节前言这篇文章讲使用4-20mA模拟量输出信号的时候会遇到的一些问题，包括设计时候的问题，现场吹牛逼的时候的问题，调试使用的问题。

单单是4-20mA是很容易理解和很容易使用的，问题主要来源于三个方面，1.HART通信问题，占到总问题的80%，2.电源问题，占到10%，3.安全栅问题，在危化品行业占到10%，如果不要求防爆的话没这个问题啊。

这篇文章尽量把一些常见的专业性名词说明白，用大白话，辅以大量的贴近生活的例子，帮助大家好好理解。

当我们去读仪表的示值，比如你家温度计，你得走过去读。

但是如果配上一个变送器，那么也许你可以在手机上读。

所谓的变送器，也是仪表的一种，是把压力温度等物理信息从传感器读出来，转成可远传信号往远处发。

通常我们看到的组合是，一个机械式压力表旁边放着一个看上去很厚实，前面带着一个屏幕的玩意，类似于这样4-20ma温度变送器之所以这样组合是因为机械式压力表是不用电的，当发生断电时它依然工作忠实地指示着管道内压力，巡检人员一眼就能看到；这玩意很耐用，很便宜换一个也不花多少钱。

可是你得走过去现场看啊，所以还需要把压力值读出来往中控室里面传，让操作人员能一眼就看到当前压力多少以免憋坏了。

这就是变送器的作用。

顺带一提变送器通常是蓝色是因为最早做变送器的罗斯蒙特公司喜欢这种颜色，在各种管道保温层的环境里面相当突出。

而且罗斯蒙特的产品一直都很畅销，所以这种颜色在很多地方都能看到，类似于tiffany公司和tiffany 蓝，此处是我司的软广。

后面我将以罗斯蒙特的3051系列变送器讲解。

为什么会有4-20mA变送器输出的远传信号有很多，4-20mA是其中的一种，这种信号非常古老但是生命力顽强。

首先它很简单，只需要两根线就可以建立变送器和接收器之间的连接。

这里的接收器你可以理解为有个人拿着电流表帮你看电流大小然后输入到计算机里面啊。

这两根线构成一个电路回路，里面走的是4mA到20mA之间电流量的直流电。

4～20mA电流变送器的工业控制应用4~20mA电流环工作原理在工业现场，用一个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，传输信号就会受到噪声的干扰而不纯洁；第二，传输线的电阻会产生电压降，那么接收端的信号就会产生误差；第三，在现场如何提供仪表放大器的不同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电流环有两种类型：二线制和三线制。

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XTR位于监控的系统端，由系统直接向XTR供电，供电电源是二根电流传输线以外的第三根线。

二线系统是XTR和传感器位于现场端，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XTR供电，通过4～20mA来反映信号的大小。

4～20mA产品的典型应用是传感和测量应用，在工业现场有许多种类的传感器可以被转换成4～20mA的电流信号，TI 拥有一些很方便的用于RTD和电桥的变送器芯片。

由于TI的变送器芯片含有通用的功能电路比如电压激励源、电流激励流、稳压电路、仪表放大器等，所以可以很方便地把许多传感器的信号转化为4～20mA的信号。

4～20mA的校正传统的4～20mA校正，要求特殊的夹具固定，需要特别的激光或手动电阻器调整，而调整是相互影响的，需要一个测试、调整，再测试、再调整的过程，调整次数和范围有限。

电子器件和传感器调整起来不够方便。

现代的数字化4～20mA校正，它允许电子器件和传感器在封装之后进行调整；可通过计算机计算出校正系数来简化数值调整；可以有无限的调整次数，并且有很好的分辨率和较宽的调整范围；调整过程中不存在相互影响；电子器件和传感器可以很方便地调整。

详解4-20mA电流信号在实际工业或者工控工程上最广泛的采用4-20mA的电流信号来传输模拟量。

这是为什么呢？我们知道常见的标准电信号有0-20mA 4-20mA 0-10V 0-5V等等，为啥一定要选用4-20mA的电流信号来传输模拟量呢？1、首先是从现场应用的安全考虑安全重点是以防爆安全火花型仪表来考虑的，并以控制仪表能量为前提，把维持仪表正常工作的静态和动态功耗降低到最低限度。

输出4~20mA.DC标准信号的变送器，其电源电压通常采用24V.DC，采用直流电压的主要原因是可以不用大容量的电容器及电感器，就只需考虑变送器与控制室仪表连接导线的分布电容及电感，如2mm2 的导线其分布电容为0.05μ/km左右；对于单线的电感为0.4mH/km左右；大大低于引爆氢气的数值，显然这对防爆是非常有利的。

2、传送信号用电流源优于电压源因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，如果用电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。

3、信号最大电流选择20mA的原因最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。

安全火花仪表只能采用低电压、低电流，4~20mA电流和24V.DC对易燃氢气也是安全的，对于24V.DC氢气的引爆电流为200mA，远在20mA以上，此外还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；还有功耗及成本问题，对电子元件的要求，供电功率的要求等因素。

4、信号起点电流选择4mA的原因输出为4~20mA的变送器以两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。

为什么起点信号不是0mA？这是基于两点：一是变送器电路没有静态工作电流将无法工作，信号起点电流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。

二线制交流电流变送器的设计步骤作者信继华前言根据广大网友的要求，特别是刚走出学校门的大学生们，在进行电路设计时，面对新的项目，无法下手，不知道具体的设计思路从何处怎样开展，到处求人提供资料，而大部分都不能实用。

本人经常收到网友的求助，要求提供设计思路。

但本人的答复仅对某个项目提出一点建议，而针对广大网友来讲，起不到启发作用！原因是，很多网友不希望本人公开答复，一是担心提出的问题太低级，招来某些“闲人”的热潮冷讽。

二是存在人们固有的保守思想的影响，不想让别人知道他的“秘密项目”。

用现在比较时髦的话来讲，称“保护知识产权”。

知识产权是有时效性的！过分强调保护知识产权，对于整个社会的发展是有害而无益的！比如本人在网上转载多年前公开发行的专业书籍，就引来不少非议。

而提出非议的并不是作者本人！我想，作者写书的目的并非纯粹为了经济利益吧？在这里提醒大家一下，任何项目，从设计到实施完成，都是一个系统工程，并非是某一个专业能够独立完成的。

它需要不同专业的密切配合，齐心协力，共同攻关，最终的成功必定是一个集体智慧的结晶！为了向大家提供一个具体的设计思路，这里将本人十年前设计的一个小项目的具体步骤公开出来，希望能够给大家今后进行设计项目时起到一点引导作用。

同时也希望专家学者给本人提出批评指导意见。

二线制交流电流变送器的设计步骤已知大电流电流互感器均将不同的电流转换成0~5A的交流电流进行现场显示。

而进行远距离传送时，必须将该电流转换成标准直流电流信号4~20mA，才能进行传送。

市场上此类交流电流变送器大都采用“四线制”的方法：即交流电源线二根，直流电流信号线二根。

而我们设计的是“二线制交流电流变送器”则只采用二根电线：即在给变送器内的电路提供直流电源的同时，将根据0~5A交流电流变化的变送输出标准直流电流信号4~20mA远传至控制室显示或进入计算机内处理后在显示器画面上显示。

设计思路1，选择低功耗元器件，在满足功能要求的前提下，尽量简化电路，满足二线制仪表的要求。

4 20ma 控制开度原理4-20mA控制开度原理引言：4-20mA是一种常用的工业控制信号，被广泛应用于自动化系统中的开关控制和过程控制。

本文将介绍4-20mA控制开度原理及其应用。

一、4-20mA控制信号的基本原理4-20mA控制信号是指在工业控制系统中，通过电流的变化来传递控制信息。

其中，4mA表示最低控制信号，而20mA表示最高控制信号。

这个范围内的电流变化可以对应于被控对象的开度变化。

二、4-20mA控制开度的工作原理4-20mA控制开度的工作原理可以简单描述为：通过改变电流的大小来改变被控对象的开度。

具体而言，当控制信号为4mA时，被控对象的开度为最小值；当控制信号为20mA时，被控对象的开度为最大值。

在4mA到20mA之间的电流变化可以线性地对应于开度的变化。

这种线性关系可以通过合理设计和调节电路来实现。

三、4-20mA控制开度的优势1. 抗干扰能力强：4-20mA控制信号相对于电压信号来说，具有更好的抗干扰能力。

在长距离传输时，电流信号的衰减相对较小，能够保持较好的稳定性。

2. 多设备并联：4-20mA控制信号可以通过多个设备的并联来控制同一个被控对象。

这种并联方式可以大大提高系统的可靠性和灵活性。

3. 易于诊断故障：通过检测电流信号的大小，可以判断控制系统是否正常工作。

在存在故障的情况下，可以通过电流信号的异常来快速定位和诊断问题。

四、4-20mA控制开度的应用1. 温度控制：在温度控制系统中，可以通过4-20mA控制信号来调节加热器的功率，从而控制温度的变化。

2. 液位控制：在液位控制系统中，可以通过4-20mA控制信号来控制泵的流量，从而实现液位的控制。

3. 压力控制：在压力控制系统中，可以通过4-20mA控制信号来调节阀门的开度，从而控制压力的变化。

4. 流量控制：在流量控制系统中，可以通过4-20mA控制信号来调节阀门的开度，从而控制流量的变化。

结论：4-20mA控制开度原理是一种常用的工业控制手段，通过改变电流的大小来实现对被控对象开度的控制。