一、什么是4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制？

4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制是國際電工（IEC）：過程控制系統(tǒng)用模擬信號標(biāo)準(zhǔn)。我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始采用這一國際標(biāo)準(zhǔn)信號制，儀表傳輸信號采用4~20mA.DC，聯(lián)絡(luò)信號采用1~5V.DC，即采用電流傳輸、電壓接收的信號系統(tǒng)。

在工業(yè)現(xiàn)場，用一個儀表放大器來完成信號的調(diào)理并進(jìn)行長線傳輸，會產(chǎn)生以下問題：，由于傳輸?shù)男盘柺请妷盒盘?，傳輸線會受到噪聲的干擾；第二，傳輸線的分布電阻會產(chǎn)生電壓降；第三，在現(xiàn)場如何提供儀表放大器的工作電壓也是個問題。

為了解決上述問題和避開相關(guān)噪聲的影響，我們用電流來傳輸信號，因?yàn)殡娏鲗υ肼暡⒉幻舾小?～20mA的電流環(huán)便是用4mA表示零信號，用20mA表示信號的滿刻度，而低于4mA高于20mA的信號用于各種故障的報警。

二、4~20mA.DC（1~5V.DC）信號制的優(yōu)點(diǎn)？

現(xiàn)場儀表可實(shí)現(xiàn)兩線制，所謂兩線制即電源、負(fù)載串聯(lián)在一起，有一公共點(diǎn)，而現(xiàn)場變送器與控制室儀表之前的信號聯(lián)絡(luò)及供電僅用兩根電線。因?yàn)樾盘柶瘘c(diǎn)電流為4mA.DC，為變送器提供了靜態(tài)工作電流，同時儀表電氣零點(diǎn)為4mA.DC，不與機(jī)械零點(diǎn)重合，這種“活零點(diǎn)”有利于識別斷電和斷線等故障。而且兩線制還便于使用安全柵，利于安全防爆。

控制室儀表采用電壓并聯(lián)信號傳輸，同一個控制系統(tǒng)所屬的儀表之間有公共端，便于檢測儀表、調(diào)節(jié)儀表、計(jì)算機(jī)、報警裝置配用，并方便接線。

冷端補(bǔ)償

熱電偶的輸出熱電勢取決于熱端和冷端之間的溫度差,而在 實(shí)際測量中,熱電偶冷端的溫度經(jīng)常發(fā)生變化,如果不對這種變化 進(jìn)行補(bǔ)償,即使熱端的溫度恒定不變,冷端的溫度變化也會引起熱 電勢的變化,使熱電勢不能真實(shí)反映熱端的溫度,從而引起測量誤 差。

冷端補(bǔ)償原理如下:測量某熱電偶熱端溫度為T1時(冷端溫度 為T2)的熱電勢V1,同時用溫度傳感器(如Pt100)測量冷端溫度值T2， 計(jì)算得溫度T2時該熱電偶的熱電勢V2（冷端溫度為0℃),則 V1 V2 是該熱電偶為冷端溫度為0℃時，熱端溫度T1時的電勢值。

熱電偶

熱電偶是把兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體A和B焊接起來,如圖4,當(dāng)連 接點(diǎn)(熱端)的溫度和導(dǎo)體另一端(冷端,亦稱參比端)的溫度不同

時,會在冷端產(chǎn)生熱電勢。熱電偶就是利用這一現(xiàn)象將溫度量轉(zhuǎn) 換成電勢量的溫度傳感器。

如果熱電偶的冷端溫度保持恒定（比如為0℃），則輸出熱 電勢和熱端溫度值成一一對應(yīng)關(guān)系。溫度變送器通過測量熱電 偶輸出端的電勢差，再將電勢差轉(zhuǎn)換成溫度，從而實(shí)現(xiàn)溫度的 測量。