兩線(xiàn)制4-20mA電流信號(hào)究竟能傳多遠(yuǎn)？

在我們出廠的流量?jī)x表、壓力儀表等產(chǎn)品中，基本都帶有4+20mA信號(hào)，那4-20mA信號(hào)通常又分為兩線(xiàn)制、三線(xiàn)制。那么兩線(xiàn)制4～20mA變送器的電流信號(hào)究竟能傳多遠(yuǎn)呢？

液體渦輪流量計(jì)兩線(xiàn)/三線(xiàn)制接線(xiàn)圖

1、干擾因素：
 ①、與激勵(lì)電壓高低有關(guān)，
 ②、與變送器允許的小工作電壓有關(guān)，
 ③、與板卡設(shè)備采集電流用的取壓電阻大小有關(guān)，
 ④、與導(dǎo)線(xiàn)電阻的大小有關(guān)
 通過(guò)這四項(xiàng)有關(guān)量，可以計(jì)算出4～20mA電流信號(hào)的理論傳輸距離

2、要使4～20mA信號(hào)，無(wú)損失在兩線(xiàn)回路里傳輸，必須滿(mǎn)足歐姆定律，
 即滿(mǎn)足：（激勵(lì)電壓－變送器允許的小工作電壓）≥ 輸出電流×電流環(huán)路總電阻 
 當(dāng)輸出電流I=20mA，即0.02A時(shí)，上式取等號(hào)，則：
 電流環(huán)路總電阻=（激勵(lì)電壓－變送器允許的小工作電壓）÷0.03、將這個(gè)計(jì)算值記作r，
 即r=（激勵(lì)電壓－變送器允許的小工作電壓）×50 ， 單位Ω
 這個(gè)r，業(yè)界稱(chēng)之為電流信號(hào)的負(fù)載電阻，也就是電流信號(hào)的大帶載能力

3、業(yè)界為啥要特意給出這個(gè)r的計(jì)算式呢？
 那是由于：4～20mA電流信號(hào)能傳多遠(yuǎn)，實(shí)質(zhì)是實(shí)際電阻，與r比大小的問(wèn)題，
 當(dāng)環(huán)路實(shí)際總電阻＞r時(shí)，就算傳輸距離為0，變送器也是沒(méi)辦法輸出20mA電流的，
 當(dāng)環(huán)路實(shí)際總電阻=r時(shí)，變送器輸出20mA電流，傳輸距離只能為0米，（超導(dǎo)除外）
 當(dāng)環(huán)路實(shí)際總電阻＜r時(shí)，變送器輸出20mA電流，才能在環(huán)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(dǎo)線(xiàn)電阻大小，決定著傳輸距離的長(zhǎng)短
  ②、導(dǎo)線(xiàn)電阻越小，信號(hào)傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)
  ③、導(dǎo)線(xiàn)若是超導(dǎo)，電阻≈0，那電流傳到美國(guó)去也不是事，傳到火星去也木問(wèn)題 ， 

 綜上：電流環(huán)路的總電阻R，必須滿(mǎn)足R≤r ，否則4～20mA信號(hào)，無(wú)法正常傳輸    
    
4、電流環(huán)路的總電阻R，由板卡設(shè)備上，采集電流信號(hào)的取壓電阻R1，和導(dǎo)線(xiàn)電阻R2組成
  取壓電阻R1，多見(jiàn)250Ω、150Ω、100Ω、50Ω，而今流行100Ω～40Ω等小電阻取壓
  導(dǎo)線(xiàn)電阻R2＝電導(dǎo)率×導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)度÷導(dǎo)線(xiàn)橫截面積=單位長(zhǎng)度電阻×導(dǎo)線(xiàn)總長(zhǎng)度
                     ＝單位長(zhǎng)度電阻×（液體渦輪流量計(jì)）傳輸距離×2