为什么标准信号是4-20mA

概述
　　4-20mA.DC1-5V.DC信号系统是国际电工委员会IEC过程控制系统的模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电表中采用了这种国际标准的信号系统。仪表传输信号采用4-20mA.DC，接点信号采用1-5V.DC，即采用电流发射和电压接收的信号制式。那么为什么标准信号应该是4-20mA呢？今天给大家说说原因。

一、远传信号的电流源之所以优于电压源\\r\\n\\r\\n
　　是因为现场到控制室的距离比较远，连接线电阻大的时候，如果使用电压源信号进行远传，由于线电阻的分压和接收仪表的输入电阻，会产生较大的误差，恒定电流源信号用作远程传输。只要传输回路不分支，回路中的电流就不会随着导线长度的变化而变化，从而保证传输的准确性。

二、最大信号电流之所以为20mA
　　选择20MA的最大电流是基于：安全性、实用性、功耗、成本等方面的考虑。安全火花表只能使用低电压小电流，20mA电流通断产生的火花能量不足以点燃气体，非常安全；综合考虑生产现场仪表之间的连接距离、负载等因素；功耗和成本问题、电子元件要求和电源要求等因素。

三、信号启动电流为4mA的原因
　　大多数4-20mA变送器都有两线制。两线制是指电源和负载串联，有一个公共点。但是，现场变送器与控制室仪表之间的信号通讯和供电仅使用两根导线。

为什么启动信号不是0mA？这基于两点：
①发射电路在没有静态工作电流的情况下无法工作，信号启动电流为4mA。 DC 是发射器的静态工作电流。
②同时仪表电气零点为4mA.DC，与机械零点不重合。这种活零点有利于识别断电、断线等故障。

四、电流信号4-20mA信号的优点
1、电流信号适合远距离传输，因为电流信号不受导线电阻的影响，当导线本身有电阻时电压信号会被分流，导致测量不准确。一般4-20mA的最远传输距离控制在100m以内，再远的建议使用数字信号485通讯。
2、电流信号一般采用两线制，电压信号一般采用三线制。相比之下，两线制比三线制节省材料，降低成本。
3、与更复杂的场条件相比，电流信号的抗干扰能力强于电压信号。在有干扰的工况下，建议用户选择4-20mA信号。
4、电流信号可以适当超出量程范围，输出不准确的信号。比如量程1MPa，输出4-20mA。压力变送器在超出量程时可以输出24mA。电压信号根据电源的不同略有不同。例如量程为1MPa、输出0-10V的压力变送器在电源为9V时不能输出9V以上的信号。
5、当线材不同时，如铜、镍等，一般会产生磁场，在精度要求较高的场合电压信号会有误差，而电流信号不会。