兩線制4～20mA電流信號究竟能傳多遠？

干擾因素：

       ①與激勵電壓高低有關，

       ②與變送器允許的最小工作電壓有關，

       ③與板卡設備采集電流用的取壓電阻大小有關，

       ④與導線電阻的大小有關

       通過這四項有關量，可以計算出4～20mA電流信號的理論傳輸距離

 

要使4～20mA信號，無損失在兩線回路里傳輸，必須滿足歐姆定律，

       即滿足：（激勵電壓－變送器允許的最小工作電壓）≥ 輸出電流×電流環路總電阻

       當輸出電流I=20mA，即0.02A時，上式取等號，則：

       電流環路總電阻=（激勵電壓－變送器允許的最小工作電壓）÷0.03、將這個計算值記作r，

       即r=（激勵電壓－變送器允許的最小工作電壓）×50 ， 單位Ω

       這個r，業界稱之為電流信號的負載電阻，也就是電流信號的最大帶載能力

業界為啥要特意給出這個r的計算式呢？

       那是由于：4～20mA電流信號能傳多遠，實質是實際電阻，與r比大小的問題，

       當環路實際總電阻＞r時，就算傳輸距離為0，變送器也是沒辦法輸出20mA電流的，

       當環路實際總電阻=r時，變送器輸出20mA電流，傳輸距離只能為0米，（超導除外）

       當環路實際總電阻＜r時，變送器輸出20mA電流，才能在環路中有效傳輸若干米，

       ①由于板卡采集電流用的取壓電阻為定值，故導線電阻大小，決定著傳輸距離的長短

       ②導線電阻越小，信號傳輸的距離越遠

       ③導線若是超導，電阻≈0，那電流傳到美國去也不是事，傳到火星去也木問題，

       綜上：電流環路的總電阻R，必須滿足R≤r ，否則4～20mA信號，無法正常傳輸

電流環路的總電阻R，由板卡設備上，采集電流信號的取壓電阻R1，和導線電阻R2組成

       取壓電阻R1，多見250Ω、150Ω、100Ω、50Ω，而今流行100Ω～40Ω等小電阻取壓

       導線電阻R2＝電導率×導線總長度÷導線橫截面積=單位長度電阻×導線總長度＝單位長度電阻×傳輸距離×2

編個小題算一算，4~20mA電流信號的理論傳輸距離L（單位千米）

        帥克轉手倒賣的2.5平方毫米雙絞線，每1000米的電阻=7.5Ω ，用此導線傳輸信號

        帥克自研自造的SC322無零漂壓力變送器 ，最小允許激勵電壓=10VDC

        DCS板卡上采集電流用的取壓電阻R1=100Ω

        DCS板卡上的供電電壓＝24VDC

計算如下：

        ①先計算變送器的負載電阻r，r=(24-10)×50=700 Ω
        ②再寫出環路總電阻R的算式，R=R1+R2=100+7.5×L×2=100+15L 單位Ω
        ③由于有R≤r，即（100+15L ）≤ 700 
        計算得：L ≤ 40千米，即最大傳輸距離為40000米

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