4-20ma電路

網上經常看到4-20mA的要求，因為沒做過，所有不了解，查查資料擴充一下知識面。

1、首先為什麼選擇4-20ma？

在工業應用中數字信号的傳輸一般使用RS232、RS485、CAN總線等來傳輸，當傳輸模拟信号時則一般使用4-20ma電流傳輸。采用電流信号的原因是不容易受幹擾，因為工業現場的噪聲電壓的幅度可能達到數V，但是噪聲的功率很弱，是以噪聲電流通常小于nA級别，是以給4－20mA傳輸帶來的誤差非常小；電流源内阻趨于無窮大，導線電阻串聯在回路中不影響精度，是以在普通雙絞線上可以傳輸數百米。

上限取20mA是因為防爆的要求：20mA的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線：正常工作時不會低于4mA，當傳輸線因故障斷路，環路電流降為0。常取2mA作為斷線報警值。

這就是選取4-20ma做模拟信号傳輸的原因。

2、實際的0-5V模拟電壓信号如何轉成4-20ma電流信号來傳輸？（多針對于兩線制V/I轉換，）

（1）文獻2提供了一種通過硬體搭建電路輸入4-20ma電流信号的方式。

（2）文獻3使用單片機輸出DA搭建4-20ma輸出電流信号。其根本原理就是一個程控的電子負載！

（3）還有一種方案是直接使用內建晶片，這種就比較多了，不過其根本隻不過是把我們自己搭建的硬體電路在晶片中封裝起來（電路與文獻二中相同）。

（4）三線制轉換電路如文獻4所示

（5）文獻五和文獻七中提供了幾種電壓轉電流的電路有一定借鑒意義，不過我并沒有做測試

3、4-20ma電流轉換成0-5V的模拟電壓

從原理上來講4-20ma電流經過遠端傳輸經過轉換變成0-5V範圍内的模拟電壓，隻需要經過一個250歐姆的精密電阻即可。但是使用這種信号有一個問題那就是電路的沒有對零點電壓進行處理，即信号輸出最小電流時為4mA，但此時通過采樣電阻而産生的電壓已經達到1伏了。是以一般都會在簡單的采樣電阻後面加入處理電路如調零呀，阻抗變換呀，文獻6的最後一個例子這樣一種情況。

參考文獻：

1、http://blog.csdn.net/kevinhg/article/details/40583681

2、http://blog.chinaunix.net/uid-22995519-id-361227.html

3、http://blog.csdn.net/wangsanhuai2010/article/details/7673407

4、http://www.docin.com/p-1371582442.html?docfrom=rrela

5、http://www.doc88.com/p-593322171866.html

6、http://www.doc88.com/p-799555241594.html

7、http://www.amobbs.com/thread-5081887-2-1.html