工業現場為什麼標準訊號是4 20mA

4~20ma.dc(1~5v.dc)訊號制是國際電工委員會(iec)過程控制系統用模擬訊號標準。我國從ddz-ⅲ型電動儀表開始採用這一國際標準訊號制，儀表傳輸訊號採用4~20ma.dc，聯絡訊號採用1~5v.dc，即採用電流傳輸、電壓接收的訊號系統。那麼為什麼標準訊號要定為4~20ma呢？

一．遠傳訊號用電流源優於電壓源的原因

因為現場與控制室之間的距離較遠，連線電線的電阻較大時，如果用電壓源訊號遠傳，由於電線電阻與接收儀表輸入電阻的分壓，將產生較大的誤差，而用恆電流源訊號作為遠傳，只要傳送迴路不出現分支，迴路中的電流就不會隨電線長短而改變，從而保證了傳送的精度。

二．訊號最大電流選擇20ma的原因

最大電流20ma的選擇是基於安全、實用、功耗、成本的考慮。安全火花儀表只能採用低電壓、低電流，20ma的電流通斷引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；綜合考慮生產現場儀表之間的連線距離，所帶負載等因素；還有就是功耗及成本問題，對電子元件的要求,，供電功率的要求等因素。

三．訊號起點電流選擇4ma的原因

4~20ma變送器兩線制的居多，兩線制即電源、負載串聯在一起，有一公共點，而現場變送器與控制室儀表之間的訊號聯絡及供電僅用兩根電線。為什麼起點訊號不是0ma?這是基於兩點：

1．變送器電路沒有靜態工作電流將無法工作，訊號起點電流4ma.dc就是變送器的靜態工作電流。

2．同時儀表電氣零點為4ma.dc，不與機械零點重合，這種「活零點」有利於識別斷電和斷線等故障。

訊號發生器能夠輸出和測量4-20ma訊號

四．電流訊號（4~20ma訊號）的優點

1.電流訊號適合遠距離傳輸，因為電流訊號不受導線電阻的影響，而電壓訊號在導線本身具有電阻的情況下會分壓，導致測量不精準。一般4~20ma最遠傳送距離控制在100m以內，再遠則建議使用數碼訊號（485通訊）

2.電流訊號一般採用兩線制，電壓訊號一般採用三線制，相比之下，兩線制比三線制節省材料，降低成本。

3.相對於現場工況比較複雜的，電流訊號抗干擾的能力相比電壓訊號更強。在有干擾的工況下，建議使用者選擇4~20ma訊號。

4.電流訊號可以適當超出量程的範圍，輸出不精準訊號，如量程為1mpa，輸出4~20ma的壓力變送器，在超量程時可以輸出24ma。

而電壓訊號，則要根據供電不同而有些許不同。如量程為1mpa，輸出0~10v的壓力變送器，當供電為9v時，則無法輸出9v以上訊號。

5.當導線材質不一樣的時候（如銅，鎳），一般會產生磁場，對精度要求較高的場合電壓訊號會有誤差，電流訊號不會有。