電流變送器的工作原理
在工業(yè)現(xiàn)場，用一個儀表放大器來完成信號的調(diào)理并進行長線傳輸，會產(chǎn)生以下問題：第一，由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘枺瑐鬏斝盘柧蜁艿皆肼暤母蓴_而不純潔；第二，傳輸線的電阻會產(chǎn)生電壓降，那么接收端的信號就會產(chǎn)生誤差；第三，在現(xiàn)場如何提供儀表放大器的不同的工作電壓也是個問題。
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，因為電流對噪聲并不敏感。4～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。
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)需要通過長線驅(qū)動現(xiàn)場的驅(qū)動器件如閥門等時，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)場端，由于現(xiàn)場供電問題的存在，一般是接收端利用4～20mA的電流環(huán)向遠端的XTR供電，通過4～20mA來反映信號的大小。
4～20mA產(chǎn)品的典型應(yīng)用是傳感和測量應(yīng)用，在工業(yè)現(xiàn)場有許多種類的傳感器可以被轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流信號，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源、電流激勵流、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轉(zhuǎn)化為4～20mA的信號。
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電阻器調(diào)整，而調(diào)整是相互影響的，需要一個測試、調(diào)整，再測試、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行調(diào)整；可通過計算機計算出校正系數(shù)來簡化數(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，所以負載電阻選擇50-300歐姆比較理想，為了AD轉(zhuǎn)換方便，負載電阻上的信號最大量程值一般5-10V比較合適，那么權(quán)衡所有，負載電阻250歐姆，電流20mA，負載壓降5V比較滿意。
