近年來,跟著技術(shù)的日漸老練及社會的開展,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常日子對智能化水平的需求也不斷提高,為了提高這些行業(yè)運(yùn)用過程中的智能化水平,“濕度”目標(biāo)和被“溫度”目標(biāo)相同,引入了各行各業(yè)的監(jiān)測應(yīng)用中,溫濕度變送器也越來越被廣泛用于各個(gè)行業(yè)。

溫濕度變送器是指能將溫衡量和濕衡量轉(zhuǎn)換成簡單被測量處理的電信號的設(shè)備或裝置。這種將物理量轉(zhuǎn)換成電信號的設(shè)備稱為變送器。工業(yè)上最廣泛選用的是用4~20mA電流來傳輸模仿量。

為什么選用4-20mA的電流？

選用電流信號的原因是不簡單受攪擾。并且電流源內(nèi)阻無窮大，導(dǎo)線電阻串聯(lián)在回路中不影響精度，在普通雙絞線上能夠傳輸數(shù)百米。上限取20mA是因?yàn)榉辣囊螅?0mA的電流轉(zhuǎn)斷引起的火花能量不足以引爆瓦斯。下限沒有取0mA的原因是為了能檢測斷線：正常作業(yè)時(shí)不會低于4mA，當(dāng)傳輸線因故障斷路，環(huán)路電流降為0。常取2mA作為斷線報(bào)警值。還有有兩個(gè)原因。一個(gè)原因是為了避免攪擾，另一個(gè)原因是在4-20mA運(yùn)用的是兩線制，即兩根線便是信號線，同時(shí)也是電源線，而4mA是為了給變送器提供電路的靜態(tài)作業(yè)電流用。

溫濕度變送器4～20mA的電流信號究竟能傳多遠(yuǎn)？

　　攪擾因素：

　?、倥c激勵(lì)電壓凹凸有關(guān)；

　?、谂c變送器允許的最小作業(yè)電壓有關(guān)；

　?、叟c板卡設(shè)備采集電流用的取壓電阻巨細(xì)有關(guān)；

④與導(dǎo)線電阻的巨細(xì)有關(guān)。通過這四項(xiàng)有關(guān)量，能夠核算出4～20mA電流信號的理論傳輸距離。

圖1：二線制變送器電流信號傳輸回路

其間，Uo是變送器的供電電壓，必須在滿載時(shí)（電流I=20mA）保證Uo≥Umin。

即：。依據(jù)這個(gè)公式，能夠核算出在變送器處于最低作業(yè)電壓時(shí)，最大的導(dǎo)線電阻。假設(shè)：

已知：Ue=24V，I=20mA，RL=250Ω，Umin=12V。求出r的最大值為175Ω：

再依據(jù)導(dǎo)線電阻的核算公式：， 其間：

ρ——電阻率(銅電阻率=0.017，鋁電阻率=0.029)

L——線的長度(單位：米)

S——線的截面(單位：平方毫米)

注：電阻值與長度成正比，與截面積成反比。導(dǎo)線越長，電阻越大， 導(dǎo)線越粗，電阻越小。

以銅線為例，ρ= 0.017 Ω·mm2/m，即：橫截面積1mm2，長度1m的銅線電阻為0.017Ω。那么175Ω對應(yīng)1mm2的導(dǎo)線長度為175/0.017=10294（米）。

因而，理論上4-20mA信號傳輸可達(dá)上萬米（依據(jù)不同激勵(lì)電壓和變送器的最低作業(yè)電壓等因素而定）。

那么直流電壓信號為何不宜用于長距離傳輸？

在《GB/T 3369.2-2008 過程控制系統(tǒng)用模仿信號 第2部分：直流電壓信號》規(guī)范中描繪：“與GB/T 3369.1-2008所規(guī)則的模仿直流電流信號相反，本部分所規(guī)則的模仿直流電壓信號不宜用作長距離的傳輸”。主要原因是電壓信號通過長距離傳輸會有所衰減，而且簡單遭到攪擾。

圖2：電壓信號傳輸時(shí)會有衰減