電流變送器的工作原理
在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，用一個(gè)儀表放大器來完成信號(hào)的調(diào)理并進(jìn)行長(zhǎng)線傳輸，會(huì)產(chǎn)生以下問題：第一，由于傳輸?shù)男盘?hào)是電壓信號(hào)，傳輸信號(hào)就會(huì)受到噪聲的干擾而不純潔；第二，傳輸線的電阻會(huì)產(chǎn)生電壓降，那么接收端的信號(hào)就會(huì)產(chǎn)生誤差；第三，在現(xiàn)場(chǎng)如何提供儀表放大器的不同的工作電壓也是個(gè)問題。
為了解決上述問題和避開相關(guān)噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號(hào)，因?yàn)殡娏鲗?duì)噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號(hào)，用20mA表示信號(hào)的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號(hào)用于各種故障的報(bào)警。
4～20mA電流變送器有兩種類型
二線制和三線制。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)需要通過長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)器件如閥門等時(shí)，一般采用三線制變送器，這里XTR位于監(jiān)控的系統(tǒng)端，由系統(tǒng)直接向XTR供電，供電電源是二根電流傳輸線以外的第三根線。二線系統(tǒng)是XTR和傳感器位于現(xiàn)場(chǎng)端，由于現(xiàn)場(chǎng)供電問題的存在，一般是接收端利用4～20mA的電流環(huán)向遠(yuǎn)端的XTR供電，通過4～20mA來反映信號(hào)的大小。
4～20mA產(chǎn)品的典型應(yīng)用是傳感和測(cè)量應(yīng)用，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有許多種類的傳感器可以被轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流信號(hào)，TI擁有一些很方便的用于RTD和電橋的變送器芯片。由于TI的變送器芯片含有通用的功能電路比如電壓激勵(lì)源、電流激勵(lì)流、穩(wěn)壓電路、儀表放大器等，所以可以很方便地把許多傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)化為4～20mA的信號(hào)。
4～20mA電流變送器的校正
傳統(tǒng)的4～20mA校正，要求特殊的夾具固定，需要特別的激光或手動(dòng)電阻器調(diào)整，而調(diào)整是相互影響的，需要一個(gè)測(cè)試、調(diào)整，再測(cè)試、再調(diào)整的過程，調(diào)整次數(shù)和范圍有限。電子器件和傳感器調(diào)整起來不夠方便。
現(xiàn)代的數(shù)字化4～20mA校正，它允許電子器件和傳感器在封裝之后進(jìn)行調(diào)整；可通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出校正系數(shù)來簡(jiǎn)化數(shù)值調(diào)整；可以有無限的調(diào)整次數(shù)，并且有很好的分辨率和較寬的調(diào)整范圍；調(diào)整過程中不存在相互影響；電子器件和傳感器可以很方便地調(diào)整。
4～20 mA電流變送器的負(fù)載估算
雙絞線特性阻抗是50歐姆左右，相隔10mm寬的0.2的導(dǎo)線特性阻抗300Ω左右，所以負(fù)載電阻選擇50-300歐姆比較理想，為了AD轉(zhuǎn)換方便，負(fù)載電阻上的信號(hào)最大量程值一般5-10V比較合適，那么權(quán)衡所有，負(fù)載電阻250歐姆，電流20mA，負(fù)載壓降5V比較滿意。
