4-20mA信号究竟能够传输多远
时间：2020-12-28 阅读：928
前言
我国电气自动化仪表从技术发展角度分类，主要分为DDZ-Ⅰ型、DDZ-Ⅱ型、DDZ-Ⅲ型和DDZ-S型等几个类型，目前基本上都是电3型和电4型仪表，分别是指DDZ-Ⅲ型和DDZ-S型。它们的主要特点是：
| 电动单元组合仪表（DDZ） | 特点 | 研制时间 | 直流电流信号范围 |
| DDZ-Ⅰ型仪表 | 以电子管为核心元件 | 60年代前后 | 无 |
| DDZ-Ⅱ型仪表 | 以晶体管为核心元件 | 60年代 | 0-10mA |
| DDZ-Ⅲ型仪表 | 以集成电路为核心元件 | 70年代 | 4-20mA |
| DDZ-S型仪表 | 以微电脑为核心的智能型仪表 | 70年代后期 | 4-20mA |
直流电压信号为何不宜用于长距离传输？
在《GB/T 3369.2-2008 过程控制系统用模拟信号 第2部分：直流电压信号》标准中描述：“与GB/T 3369.1-2008所规定的模拟直流电流信号相反，本部分所规定的模拟直流电压信号不宜用作长距离的传输”。主要原因是电压信号经过长距离传输会有所衰减，而且容易受到干扰。
正是由于电压信号有衰减，所以当电压信号传输时，要求接收端必须呈现高阻抗，即图1中的Ri越大越好，而输入阻抗越高，越容易受到干扰。
因此，直流电压信号不宜用于长距离传输。
4-20mA电流信号究竟能够传输多远？
4-20mA电流信号的传输距离主要与以下几个因素有关：
1. 信号的激励电压Ue；
2. 仪表的低工作电压Umin；
3. 接收设备的负载（采样）电阻RL；
4. 导线电阻r。
其中，Uo是变送器的供电电压，必须在满载时（电流I=20mA）保证Uo≥Umin。
即：
。根据这个公式，可以计算出在变送器处于低工作电压时，大的导线电阻。假设：已知：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。求出r的大值为175Ω：
再根据导线电阻的计算公式：
， 其中：ρ——电阻率(铜电阻率=0.017，铝电阻率=0.029)
L——线的长度(单位：米)
S——线的截面(单位：平方毫米)
注：电阻值与长度成正比，与截面积成反比。导线越长，电阻越大， 导线越粗，电阻越小。
以铜线为例，ρ= 0.017 Ω·mm2/m，即：横截面积1mm2，长度1m的铜线电阻为0.017Ω。那么175Ω对应1mm2的导线长度为175/0.017=10294（米）。
因此，理论上4-20mA信号传输可达上万米（根据不同激励电压和变送器的低工作电压等因素而定）。